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wiki:energie_thermique_solaire [2015/05/15 18:58]
omollet [Rayonnement solaire sur Terre]
wiki:energie_thermique_solaire [2015/05/15 19:19]
omollet [Rayonnement solaire sur Terre]
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 L'​irradiance horizontale globale (ou global horizontal irradiance, GHI) mesure la densité de la ressource solaire disponible par unité de surface pour une surface horizontale. Au contraire, l'​irradiance normale globale (GNI) et l'​irradiance normale directe (DNI) sont mesurées pour une surface normale à la direction du Soleil. La GNI, qui comprend les composantes directe et indirecte du rayonnement solaire, est la grandeur pertinente dans le cas d'une installation photovoltaïque (PV) ou thermique sans concentration ("​1-soleil"​) et avec un suivi du soleil sur deux axes. Au contraire, la DNI est la seule métrique valable pour les installations utilisant des lentilles ou des miroirs pour concentrer les rayons du soleil sur des récepteurs de plus petite taille, que ce soit dans le cas du PV concentré (CPV) ou du thermique concentré (CSP, concentrated solar power). Plus simplement, cela signifie que seul le rayonnement direct du soleil peut être concentré. L'​irradiance horizontale globale (ou global horizontal irradiance, GHI) mesure la densité de la ressource solaire disponible par unité de surface pour une surface horizontale. Au contraire, l'​irradiance normale globale (GNI) et l'​irradiance normale directe (DNI) sont mesurées pour une surface normale à la direction du Soleil. La GNI, qui comprend les composantes directe et indirecte du rayonnement solaire, est la grandeur pertinente dans le cas d'une installation photovoltaïque (PV) ou thermique sans concentration ("​1-soleil"​) et avec un suivi du soleil sur deux axes. Au contraire, la DNI est la seule métrique valable pour les installations utilisant des lentilles ou des miroirs pour concentrer les rayons du soleil sur des récepteurs de plus petite taille, que ce soit dans le cas du PV concentré (CPV) ou du thermique concentré (CSP, concentrated solar power). Plus simplement, cela signifie que seul le rayonnement direct du soleil peut être concentré.
-En tout lieu de la Terre, on reçoit 4380 heures de lumière (du jour) par an (la moitié du nombre total d'​heures par an), mais cela ne signifie pas qu'on reçoive annuellement la même quantité d'​énergie. En effet, lorsque le soleil est bas sur l'​horizon,​ le flux incident se répartit sur une plus grande surface. De plus, la masse d'air traversée pour atteindre le sol étant plus grande, une plus grande part de l'​énergie est perdue dans l'​atmosphère. Par conséquent,​ plus le soleil est bas, plus le flux d'​énergie solaire reçu par unité de surface horizontale est faible. Ainsi, les régions situées au nord du tropique du Cancer ou au sud du tropique du Capricorne reçoivent annuellement moins de radiations par unité de surface que les régions intertropicales. ​Cependant, l'​absorption par l'​atmosphère affecte aussi significativement la quantité de soleil direct reçue.+ 
 +En tout lieu de la Terre, on reçoit 4380 heures de lumière (du jour) par an (la moitié du nombre total d'​heures par an), mais cela ne signifie pas qu'on reçoive annuellement la même quantité d'​énergie. En effet, lorsque le soleil est bas sur l'​horizon,​ le flux incident se répartit sur une plus grande surface. De plus, la masse d'air traversée pour atteindre le sol étant plus grande, une plus grande part de l'​énergie est perdue dans l'​atmosphère. Par conséquent,​ plus le soleil est bas, plus le flux d'​énergie solaire reçu par unité de surface horizontale est faible. Ainsi, les régions situées au nord du tropique du Cancer ou au sud du tropique du Capricorne reçoivent annuellement moins de radiations par unité de surface que les régions intertropicales. ​De plus, l'​absorption par l'​atmosphère affecte aussi significativement la quantité de soleil direct reçue.
 Dans les zones équatoriales humides, les rayons du soleil sont diffusés les gouttes d'eau en suspension dans l'​atmosphère. Ainsi, si les nuages et aérosols ne modifient presque pas l'​irradiance normale globale, ils augment énormément la part du rayonnement diffus et affectent donc la DNI. Cela représente un problème important, encore plus pour le CSP que pour le CPV, étant donné que les pertes thermiques et la consommation électrique auxiliaire d'une installation CSP restent essentiellement constantes, quelque soit le flux solaire incident. Ainsi, pour le solaire thermique concentré, en dessous d'une DNI journalière donnée, le résultat net peut être nul.  Dans les zones équatoriales humides, les rayons du soleil sont diffusés les gouttes d'eau en suspension dans l'​atmosphère. Ainsi, si les nuages et aérosols ne modifient presque pas l'​irradiance normale globale, ils augment énormément la part du rayonnement diffus et affectent donc la DNI. Cela représente un problème important, encore plus pour le CSP que pour le CPV, étant donné que les pertes thermiques et la consommation électrique auxiliaire d'une installation CSP restent essentiellement constantes, quelque soit le flux solaire incident. Ainsi, pour le solaire thermique concentré, en dessous d'une DNI journalière donnée, le résultat net peut être nul. 
 On trouve les DNI les plus élevées dans les régions chaudes et sèches qui bénéficient d'un ciel clair la majeure partie de l'​année et d'une faible profondeur optique due aux aérosols. On les retrouve typiquement aux latitudes subtropicales,​ entre 15 et 40° nord ou sud. Plus proche de l'​équateur,​ l'​atmosphère est généralement trop nuageuse, principalement pendant la saison des pluies. Aux latitudes plus élevées, on retrouve aussi un climat plus nuageux et les rayons du soleil doivent aussi traverser une masse d'​atmosphère plus importante pour atteindre l'​installation. Notons aussi que la DNI augmente de manière significative avec l'​altitude,​ à cause d'une absorption et diffusion des rayons du soleil par les aérosols réduites. On trouve les DNI les plus élevées dans les régions chaudes et sèches qui bénéficient d'un ciel clair la majeure partie de l'​année et d'une faible profondeur optique due aux aérosols. On les retrouve typiquement aux latitudes subtropicales,​ entre 15 et 40° nord ou sud. Plus proche de l'​équateur,​ l'​atmosphère est généralement trop nuageuse, principalement pendant la saison des pluies. Aux latitudes plus élevées, on retrouve aussi un climat plus nuageux et les rayons du soleil doivent aussi traverser une masse d'​atmosphère plus importante pour atteindre l'​installation. Notons aussi que la DNI augmente de manière significative avec l'​altitude,​ à cause d'une absorption et diffusion des rayons du soleil par les aérosols réduites.
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