- Irradiation solaire
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Carte de l'Irradiation Solaire en Europe
En physique, l'irradiation solaire est l'exposition d'un corps à un flux de rayonnements en provenance du soleil. En météorologie, l'insolation ou ensoleillement désigne la quantité d'énergie reçue du soleil en un lieu.
La terre est soumise à une irradiation solaire d'une puissance moyenne de 174 000 terawatts (TW) et ainsi ,chaque année, la terre reçoit environ 3 850 zettajoules (ZJ) d'énergie du soleil[1],[2].
Sommaire
Radiation reçue par la terre
Le calcul et les mesures par satellite montrent que la terre - qui est située à environ 150 millions de km du soleil - reçoit de sa part un rayonnement d'une puissance moyenne de 1 367 W/m2. C'est la puissance reçue par une unité de surface qui serait perpendiculaire aux rayonnements juste au-dessus de l'atmosphère terrestre.
Pour calculer l'énergie totale interceptée par la terre, on peut considérer que c'est celle qui manque dans l'ombre de la terre.
Cette ombre, plane, a une surface S égale à π * R2 avec R=6 368 km , soit S = 127 400 000 km2=1,274 1014m2.La puissance totale reçue par la terre se calcule simplement en faisant le produit de la puissance moyenne irradiée par la surface totale calculée :
P = 1 367 * 1,274 1014 Watt = 1,74 * 1017 W = 174 PétaW (1015W).L'énergie totale reçue pendant un an, vaut :
E = 365,25 * 24 * 3600 * 1,74 1017 Joule = 5,49 1024 J = 5,49 yottaJoules.Cependant, une part de l'énergie est réfléchie par le système terre-atmosphère et finalement seuls 70% environ de l'énergie est absorbée par la terre, soit :
Ea= 0,7 * 5,49 1024 J = 3,85 1024 J = 3,85 yottaJoules.
Ea= 1,07 1021 Wh = 1 070 milliards de Gigawattheure.
Ea= 92 1012 tonne d'équivalent pétrole (Tep) = 92 000 GigaTep.Pour comparaison, la consommation énergétique mondiale est d'environ 8 GTep (2006), soit 1/11 500 de l'énergie solaire absorbée en 1 an, soit l'énergie absorbée par la terre en 45 minutes.
Radiation solaire en un lieu
Carte du Rayonnement Solaire en FrancePlusieurs cartes de la radiation solaire sont disponibles sur internet, elles permettent notamment le calcul du potentiel de conversion en énergie électrique de panneaux photovoltaïques au cour de l'année ainsi que celui de cuisiner solaire à l'aide d'un four solaire!
Un diagramme solaire, représentant l'insolation peut également être utilisé afin de connaitre l'exacte position du soleil dans le ciel à un moment donné sur terre.
Calculs d'irradiation solaire pour une installation solaire
pvPlanner - outil d'estimation de la production photovoltaïque, basé sur les connaissances scientifiques les plus récentes.
Notes et références
- (en)Energy from the Sun
- voir aussi, comme illustration, Ordre de grandeur (énergie)
Voir aussi
- Énergie solaire, tout sur la ressource solaire
- Rayonnement solaire, nature du rayonnement solaire
- Constante solaire, quantité reçue par unité de surface
- Bilan radiatif de la Terre, système climatique Terre-atmosphère
- Ensoleillement, aspect météorologique
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