Прорачун равног соларног колектора
Пракса показује да је просечно 900 В топлотне енергије по квадратном метру површине постављене окомито на јаку сунчеву светлост (са небом без облака). Израчунаћемо СЦ на основу модела површине 1 м². Предња страна је мат, црна (има скоро 100% апсорпцију топлотне енергије). Задња страна је изолована слојем од 10 цм експандираног полистирена. Потребно је израчунати топлотне губитке који се јављају на полеђини, сеновитој страни. Коефицијент топлотне изолације експандираног полистирена - 0,05 В / м × дег. Знајући дебљину и под претпоставком да је температурна разлика на супротним странама материјала унутар 50 степени, израчунавамо губитак топлоте:
0,05 / 0,1 × 50 = 25 В.
Приближно исти губици се очекују од крајева и цеви, односно укупна количина ће бити 50 вати. Небо без облака је реткост, а треба узети у обзир и утицај наслага прљавштине на колектор. Због тога ћемо смањити количину топлотне енергије по 1 м² на 800 В. Вода која се користи као носач топлоте у равним СЦ има топлотни капацитет од 4200 Ј/кг × дег или 1,16 В/кг × дег. То значи да ће за подизање температуре једног литра воде за један степен бити потребно 1,16 В енергије. Узимајући у обзир ове прорачуне, добијамо следећу вредност за наш модел соларног колектора површине 1 м²:
Заокружујемо ради погодности до 700 / кг × дег. Овај израз означава количину воде која се може загрејати у колектору (модел од 1 м²) током једног сата. Ово не узима у обзир губитак топлоте са предње стране, који ће се повећавати како се загрева. Ови губици ће ограничити загревање расхладне течности у соларном колектору унутар 70-90 степени. С тим у вези, вредност од 700 се може применити на ниске температуре (од 10 до 60 степени). Прорачун соларног колектора показује да је систем од 1 м² способан да загреје 10 литара воде за 70 степени, што је сасвим довољно да се кућа обезбеди топлом водом. Можете смањити време загревања воде смањењем запремине соларног колектора уз одржавање његове површине. Уколико број људи који живе у кући захтева већу запремину воде, треба користити неколико колектора ове површине, који су повезани у један систем. Да би сунчева светлост деловала на радијатор што је могуће ефикасније, колектор мора бити оријентисан под углом у односу на линију хоризонта једнаку географској ширини подручја. О томе је већ било речи у чланку Како израчунати снагу соларних панела, важи исти принцип. У просеку је потребно 50 литара топле воде да би се обезбедио живот једне особе. С обзиром да вода пре загревања има температуру од око 10 °Ц, температурна разлика је 70 - 10 = 60 °Ц. Количина топлоте потребна за загревање воде је следећа:
В=К × В × Тп = 1,16 × 50 × 60 = 3,48 кВ енергије.
Дељењем В са количином сунчеве енергије по 1 м² површине у датој области (подаци из хидрометеоролошких центара) добијамо површину колектора. Прорачун соларног колектора за грејање врши се на сличан начин. Али запремина воде (расхладне течности) је потребна више, што зависи од запремине загрејане просторије. Може се закључити да се побољшање ефикасности овог типа система за грејање воде може постићи смањењем запремине и истовременим повећањем површине.
Технологије леда
Развијају се бројне технологије где се лед производи током периода ван шпица и касније се користи за хлађење. На пример, климатизација се може учинити економичнијом коришћењем јефтине струје ноћу за замрзавање воде, а затим коришћењем расхладне снаге леда током дана како би се смањила количина енергије потребна за одржавање климатизације. Складиштење топлотне енергије помоћу леда користи високу топлоту фузије воде. Историјски гледано, лед је транспортован са планина у градове да би се користио као расхладна течност. Једна метричка (= 1 м3) тона воде може да ускладишти 334 милиона џула (Ј) или 317.000 британских термалних јединица (93 кВх).Релативно мала јединица за складиштење може да складишти довољно леда да охлади велику зграду током читавог дана или недеље.
Поред коришћења леда за директно хлађење, користи се и у топлотним пумпама које напајају системе грејања. У овим областима, промене фазе енергије стварају веома озбиљан слој који проводе топлоту, близу доњег температурног прага на коме може да ради топлотна пумпа која користи топлоту воде. Ово омогућава систему да се носи са највећим грејним оптерећењем и повећава време у коме елементи извора енергије могу да врате топлоту систему.
Ендотермне и егзотермне хемијске реакције
Технологија хидрата соли
Пример експерименталне технологије складиштења енергије засноване на енергији хемијских реакција је технологија заснована на хидратима соли. Систем користи енергију реакције створену у случају хидратације или дехидрације соли. Ради тако што чува топлоту у резервоару који садржи 50% раствор натријум хидроксида. Топлота (на пример, добијена из соларног колектора) се складишти услед испаравања воде током ендотермне реакције. Када се вода поново дода, топлота се ослобађа током егзотермне реакције на 50Ц (120Ф). Тренутно системи раде са ефикасношћу од 60%. Систем је посебно ефикасан за сезонско складиштење топлотне енергије, јер се сушена со може чувати на собној температури дуго времена без губитка енергије. Контејнери дехидриране соли могу се чак транспортовати на различите локације. Систем има већу густину енергије од топлоте ускладиштене у води, а његов капацитет омогућава складиштење енергије неколико месеци или чак година.
У 2013. години, холандски развојник технологије ТНО представио је резултате МЕРИТС пројекта за складиштење топлоте у посуди за со. Топлота која се може испоручити од соларног колектора до равног крова испарава воду садржану у соли. Када се вода поново дода, топлота се ослобађа практично без губитка енергије. Контејнер са неколико кубних метара соли може да ускладишти довољно термохемијске енергије за грејање куће током целе зиме. Са температурама као у Холандији, просечна фарма отпорна на топлоту ће захтевати око 6,7 ГЈ енергије током зиме. За складиштење толико енергије у води (са температурном разликом од 70Ц) било би потребно 23 м3 воде у изолованом резервоару, што је више него што већина домова може да ускладишти. Уз употребу технологије хидрата соли са густином енергије од око 1 ГЈ/м3, било би довољно 4-8 м3.
Од 2016. године, истраживачи из неколико земаља спроводе експерименте како би одредили најбољу врсту соли или мешавине соли. Чини се да је низак притисак унутар контејнера најбољи за пренос снаге. Посебно обећавају органске соли, такозване „јонске течности“. У поређењу са литијум-халогеним сорбентима, они изазивају много мање проблема у окружењима са ограниченим ресурсима, а у поређењу са већином халогенида и натријум хидроксида, мање су каустични и немају негативан утицај кроз емисије угљен-диоксида.
Молекуларне хемијске везе
Тренутно се истражује могућност складиштења енергије у молекуларним хемијским везама. Густина енергије еквивалентна литијум-јонским батеријама је већ постигнута.
Расподела зрачења на граници атмосфере
За климатологију је питање дистрибуције прилива и повратка радијације преко земаљске кугле од значајног интереса. Размотримо прво дистрибуцију сунчевог зрачења на хоризонталној површини „на граници атмосфере“. Могло би се рећи и: „у недостатку атмосфере“. Овим претпостављамо да не постоји ни апсорпција ни расипање зрачења, нити његово одбијање од облака. Дистрибуција сунчевог зрачења на граници атмосфере је најједноставнија.Заиста постоји на висини од неколико десетина километара. Ова дистрибуција се назива соларна клима.
Познато је како се сунчева константа мења током године и, последично, количина зрачења која долази на Земљу. Ако соларну константу одредимо за стварну удаљеност Земље од Сунца, онда са просечном годишњом вредношћу од 1,98 цал/цм2 мин. биће једнако 2,05 цал/цм2 мин. јануара и 1,91 цал/цм2 мин. у јулу.
Дакле, северна хемисфера током летњег дана прима нешто мање зрачења на граници атмосфере него јужна хемисфера током свог летњег дана.
Количина зрачења примљена дневно на граници атмосфере зависи од доба године и географске ширине места. Под сваком географском ширином, сезона одређује трајање прилива зрачења. Али под различитим географским ширинама, трајање дневног дела дана у исто време је различито.
На Полу сунце лети уопште не залази, а зими не излази 6 месеци. Између пола и поларног круга сунце лети не залази, а зими не излази у периоду од шест месеци до једног дана. На екватору, дан увек траје 12 сати. Од арктичког круга до екватора, дневни сати се смањују лети и повећавају зими.
Али прилив сунчевог зрачења на хоризонталну површину не зависи само од дужине дана, већ и од висине сунца. Количина зрачења која стиже на границу атмосфере по јединици хоризонталне површине пропорционална је синусу висине Сунца. А висина сунца не само да се мења на сваком месту током дана, већ зависи и од доба године. Висина сунца на екватору варира током године од 90 до 66,5°, у тропима од 90 до 43°, у поларним круговима од 47 до 0° и на половима од 23,5 до 0°.
Сферичност Земље и нагиб екваторијалне равни према равни еклиптике стварају сложену дистрибуцију прилива зрачења по географским ширинама на граници атмосфере и њене промене током године.
Зими се прилив зрачења веома брзо смањује од екватора до пола, лети се смањује много спорије. У овом случају, максимум лети се примећује у тропима, а прилив зрачења се донекле смањује од тропа до екватора. Мала разлика у приливу радијације између тропских и поларних географских ширина током лета објашњава се чињеницом да иако су висине сунца у поларним географским ширинама ниже лети него у тропима, дужина дана је дуга. На дан летњег солстиција, дакле, у одсуству атмосфере, пол би добијао више зрачења него екватор. Међутим, у близини земљине површине, као резултат слабљења зрачења атмосфером, његовог одбијања од облака итд., летњи прилив зрачења у поларним географским ширинама је знатно мањи него у нижим географским ширинама.
На горњој граници атмосфере ван тропа постоји један годишњи максимум зрачења у време летњег солстиција и један минимум у време зимског солстиција. Али између тропских крајева, прилив радијације има два максимума годишње, што се може приписати оним временима када сунце достиже највећу подневну висину. На екватору ће то бити у данима равнодневица, у другим интратропским географским ширинама - после пролећне и пре јесење равнодневице, удаљавајући се од времена еквиноција, што је ширина већа. Амплитуда годишње варијације на екватору је мала, унутар тропских крајева мала; у умереним и високим географским ширинама много је већи.
Расподела топлоте и светлости на Земљи
Сунце је звезда Сунчевог система, који је извор огромне количине топлоте и заслепљујуће светлости за планету Земљу. Упркос чињеници да је Сунце на знатној удаљености од нас и само мали део његовог зрачења допире до нас, то је сасвим довољно за развој живота на Земљи. Наша планета се окреће око Сунца у орбити. Ако се Земља посматра са летелице током године, онда се може приметити да Сунце увек осветљава само једну половину Земље, дакле, тамо ће бити дан, а у то време на супротној половини. Земљина површина добија топлоту само током дана.
Наша Земља се неравномерно загрева. Неравномерно загревање Земље објашњава се њеним сферним обликом, па је угао упада сунчевог зрака у различитим областима различит, што значи да различити делови Земље добијају различите количине топлоте. На екватору, сунчеви зраци падају вертикално, и веома загревају Земљу.Што је даље од екватора, угао упада зрака постаје мањи, а самим тим, ове територије добијају мање топлоте. Исти сноп сунчеве радијације загрева много мање подручје у близини екватора, пошто пада вертикално. Осим тога, зраци који падају под мањим углом него на екватору, продиру у атмосферу, путују у њој дужом путањом, услед чега се део сунчевих зрака распршује у тропосфери и не доспева на површину земље. Све ово указује на то да се удаљавањем од екватора ка северу или југу температура ваздуха смањује, како се смањује упадни угао сунчевог зрака.
На степен загревања земљине површине утиче и то што је земљина оса нагнута у односу на раван путање, дуж које Земља прави потпуну револуцију око Сунца, под углом од 66,5° и увек је усмерена северни крај према Поларној звезди.
Замислите да Земља, крећући се око Сунца, има Земљину осу окомиту на раван орбите ротације. Тада би површина на различитим географским ширинама добијала константну количину топлоте током целе године, упадни угао сунчевог зрака био би константан све време, дан би увек био једнак ноћи, не би било промене годишњих доба. На екватору, ови услови би се мало разликовали од садашњих. Нагиб земљине осе значајно утиче на загревање земљине површине, а самим тим и на целокупну климу, управо у умереним географским ширинама.
Током године, односно током потпуног окретања Земље око Сунца, посебно се издвајају четири дана: 21. март, 23. септембар, 22. јун, 22. децембар.
Тропи и поларни кругови деле површину Земље на појасеве који се разликују по сунчевој осветљености и количини топлоте примљене од Сунца. Постоји 5 зона осветљења: северна и јужна поларна зона које примају мало светлости и топлоте, тропска зона са топлом климом и северна и јужна умерена зона која примају више светлости и топлоте од поларних, али мање од оне тропске.
Дакле, у закључку, можемо извући општи закључак: неравномерно загревање и осветљење земљине површине повезани су са сферичности наше Земље и са нагибом земљине осе до 66,5 ° према орбити ротације око Сунца.
Акумулација топлоте у врућој стени, бетону, шљунку итд.
Вода има један од највећих топлотних капацитета - 4,2 Ј / цм3 * К, док бетон има само једну трећину ове вредности. С друге стране, бетон се може загрејати на много више температуре од 1200Ц, на пример, електричним грејањем и самим тим има много већи укупни капацитет. Пратећи пример у наставку, изолована коцка пречника приближно 2,8 м може да обезбеди довољно ускладиштене топлоте за један дом да задовољи 50% захтева за грејањем. У принципу, ово би се могло користити за складиштење вишка енергије ветра или фотонапонске топлотне енергије због способности електричног грејања да достигне високе температуре.
На нивоу округа, пројекат Виггенхаусен-Суд у немачком граду Фридрихсхафену привукао је међународну пажњу. Ово је армиранобетонска јединица за складиштење топлоте од 12.000 м3 (420.000 кубних метара) повезана са 4.300 м2 (46.000 квадратних метара).
стопа), покривајући половину потребе за топлом водом и грејањем за 570 домова. Сиеменс гради складиште топлоте у близини Хамбурга капацитета 36 МВх, које се састоји од базалта загрејаног на 600Ц и који производи 1,5 МВ снаге. Сличан систем планирана је за изградњу у данском граду Сорøу, где ће 41-58% ускладиштене топлоте капацитета 18 МВх бити пребачено на даљинско грејање града, а 30-41% као електрична енергија.
Како израчунати исплативост соларног грејања
Користећи доњу табелу, можете израчунати колико ће вам бити смањени трошкови грејања при коришћењу соларних колектора, колико дуго овај систем може да се исплати и које користи се могу остварити у различитим периодима рада. Овај модел је развијен за Приморски крај, али се такође може користити за процену коришћења соларног грејања у Хабаровском крају, Амурској области, Сахалину, Камчатки и јужном Сибиру.У овом случају, соларни колектори ће имати мањи ефекат у децембру-јануару на вишим географским ширинама, али укупна корист неће бити ништа мања, с обзиром на дужу грејну сезону.
У прву табелу унесите параметре ваше куће, систем грејања и цене енергије. Сва поља која су означена зеленом могу се модификовати и симулирати постојећу или планирану кућу.
Прво унесите загрејани простор ваше куће у првој колони.
Затим процените квалитет топлотне изолације зграде и начин грејања избором одговарајућих вредности.
Наведите број чланова породице и потрошњу топле воде - то ће помоћи да се процене предности снабдевања топлом водом соларних колектора.
Унесите цене за ваш уобичајени извор енергије за грејање - струју, дизел или угаљ.
Унесите вредност уобичајених прихода члана породице који се бави грејањем у вашем домаћинству. Ово помаже у процени трошкова рада за грејну сезону и игра посебно важну улогу за системе на чврсто гориво, где је потребно донети и истоварити угаљ, бацити га у пећ, бацити пепео итд.
Цена соларног колекторског система биће одређена аутоматски, на основу параметара зграде које наведете. Ова цена је приближна - стварни трошкови инсталације и параметри опреме за соларно грејање могу се разликовати и израчунавају их стручњаци појединачно у сваком случају.
У колону „Трошкови монтаже“ можете унети цену опреме и уградње традиционалног система грејања – постојећег или планираног
Ако је систем већ инсталиран, можете унети "0".
Обратите пажњу на износ трошкова за грејну сезону и упоредите са вашим уобичајеним трошковима. Ако се разликују, покушајте да промените подешавања.
У колони „Трошкови грејања по сезони“ системи грејања на угаљ узимају у обзир новчану вредност трошкова рада. Ако не желите да их узмете у обзир, можете смањити вредност прихода члана породице који се бави грејањем. Трошкови рада се у мањој мери сматрају за системе на течна горива и не узимају се у обзир за системе електричних котлова. Подешавање соларних колектора се врши аутоматски и не захтева сталну пажњу.
У колони „Век трајања“ подразумевано је 20 година – ово је уобичајени век трајања соларних система грејања са соларним колекторима. У зависности од услова рада, соларни колектори могу трајати дуже од овог периода. Можете променити животни век и графикон испод ће одражавати разлику између трошкова инсталације и одржавања и предности коришћења соларних колектора за грејање. Тако ћете видети колико ће се смањити трошкови грејања и колико дуго ће та разлика омогућити да се надокнаде трошкови уградње соларних колектора.
Коначни резултати су приближни, али дају добру представу о томе колико соларни систем грејања може да кошта и колико дуго може да се исплати.
Напомињемо да се трошкови грејне сезоне могу значајно смањити коришћењем соларних колектора, система подног грејања и побољшањем топлотне изолације зграде. Такође, трошкови грејања се могу смањити ако је зграда унапред пројектована за коришћење соларног грејања и коришћење технологија еко-куће.
светдв.ру
Шта је соларна топлота
Од давнина људи су били свесни улоге Сунца у њиховим животима. У скоро свим народима деловао је као главно или једно од главних божанстава, дајући живот и светлост свему живом. Данас човечанство има много бољу представу о томе одакле долази сунчева топлота.
Са тачке гледишта науке, наше Сунце је жута звезда, која је светило за цео наш планетарни систем.Своју енергију црпи из језгра – централног дела огромне вруће лопте, где се на температури која се мери милионима степени одвијају реакције термонуклеарне фузије незамисливе снаге. Полупречник језгра није већи од четвртине укупног радијуса Сунца, али се у језгру ствара енергија зрачења, чији је мали део довољан да подржи живот на нашој планети.
Ослобођена енергија кроз конвективну зону улази у спољашње слојеве Сунца и стиже до фотосфере – зрачеће површине звезде. Температура фотосфере се приближава 6.000 степени, она претвара и емитује у свемир енергију зрачења коју прима наша планета. У ствари, живимо због постепеног, спорог сагоревања звездане плазме која чини Сунце.
Спектрални састав сунчевог зрачења
Интервал таласних дужина између 0,1 и 4 микрона чини 99% укупне енергије сунчевог зрачења. Остаје само 1% за зрачење са краћим и дужим таласним дужинама, све до рендгенских зрака и радио таласа.
Видљива светлост заузима уски опсег таласних дужина, само од 0,40 до 0,75 микрона. Међутим, овај интервал садржи скоро половину укупне сунчеве енергије зрачења (46%). Скоро иста количина (47%) је у инфрацрвеним зрацима, а преосталих 7% у ултраљубичастим.
У метеорологији је уобичајено правити разлику између краткоталасног и дуготаласног зрачења. Краткоталасно зрачење се назива зрачење у опсегу таласних дужина од 0,1 до 4 микрона. Укључује, поред видљиве светлости, ултраљубичасто и инфрацрвено зрачење најближе њему по таласним дужинама. Сунчево зрачење је 99% таквог краткоталасног зрачења. Дуготаласно зрачење обухвата зрачење земљине површине и атмосфере са таласним дужинама од 4 до 100-120 микрона.
Интензитет директног сунчевог зрачења
Зрачење које долази на површину земље директно са соларног диска назива се директно сунчево зрачење, за разлику од зрачења расутог у атмосфери. Сунчево зрачење се шири од Сунца у свим правцима. Али растојање од Земље до Сунца је толико велико да директно зрачење пада на било коју површину на Земљи у облику снопа паралелних зрака који извиру, такорећи, из бесконачности. Чак је и глобус у целини толико мали у поређењу са растојањем од Сунца да се сво сунчево зрачење које пада на њега може сматрати снопом паралелних зрака без приметне грешке.
Прилив директног сунчевог зрачења на површину земље или на било који виши ниво у атмосфери карактерише интензитет зрачења И, тј. количина енергије зрачења која улази у јединици времена (један минут) по јединици површине (један квадратни центиметар) управно на сунчеве зраке.
Пиринач. 1. Прилив сунчевог зрачења на површину окомиту на зраке (АБ), и на хоризонталној површини (АЦ).
Лако је разумети да ће јединица површине која се налази окомито на сунчеве зраке примити максималну могућу количину зрачења под датим условима. Јединица хоризонталне површине ће имати мању количину енергије зрачења:
И' = ја синх
где х је висина сунца (сл. 1).
Све врсте енергије су међусобно еквивалентне. Због тога се енергија зрачења може изразити у јединицама било које врсте енергије, на пример, у топлотној или механичкој. Природно је то изразити у термичким јединицама, јер се мерни инструменти заснивају на топлотном ефекту зрачења: енергија зрачења, скоро потпуно апсорбована у уређају, претвара се у топлоту, која се мери. Тако ће се интензитет директног сунчевог зрачења изразити у калоријама по квадратном центиметру у минути (цал/цм2мин).
Енергије
Соларна енергија функционише тако што сунчеву светлост претвара у електричну енергију.Ово се може десити или директно, коришћењем фотонапона, или индиректно, коришћењем концентрисаних система соларне енергије, у којима сочива и огледала сакупљају сунчеву светлост са велике површине у танак сноп, а механизам за праћење прати положај Сунца. Фотоволтаика претвара светлост у електричну енергију помоћу фотоелектричног ефекта.
Предвиђа се да ће соларна енергија постати највећи извор електричне енергије до 2050. године, при чему ће фотонапонска енергија и концентрисана соларна енергија чинити 16% односно 11% глобалне производње електричне енергије.
Комерцијалне електране које користе концентровану сунчеву енергију први пут су се појавиле 1980-их. После 1985. године, 354 МВ СЕГС инсталација овог типа у пустињи Мохаве (Калифорнија) постала је највећа соларна електрана на свету. Друге соларне електране овог типа укључују Солнова (150 МВ) и Андасол (100 МВ), обе у Шпанији. Међу највећим фотонапонским електранама (енглески) су Агуа Цалиенте Солар Пројецт (250 МВ) у САД и Цхаранка Солар Парк (221 МВ) у Индији. Пројекти преко 1 ГВ су у развоју, али већина фотонапонских инсталација до 5 кВ су мале и на крову. Од 2013. соларна енергија је чинила мање од 1% електричне енергије у глобалној мрежи.
Врсте сунчевог зрачења
У атмосфери се сунчево зрачење на свом путу ка земљиној површини делимично апсорбује, а делимично распршује и одбија од облака и земљине површине. У атмосфери се примећују три врсте сунчевог зрачења: директно, дифузно и тотално.
Директно сунчево зрачење - зрачење које долази на површину земље директно са сунчевог диска. Сунчево зрачење се шири од Сунца у свим правцима. Али растојање од Земље до Сунца је толико велико да директно зрачење пада на било коју површину на Земљи у облику снопа паралелних зрака који извиру, такорећи, из бесконачности. Чак је и цео глобус у целини толико мали у поређењу са растојањем до Сунца да се сво сунчево зрачење које пада на њега може сматрати снопом паралелних зрака без приметне грешке.
Само директно зрачење допире до горње границе атмосфере. Око 30% радијације која пада на Земљу рефлектује се у свемир. Кисеоник, азот, озон, угљен-диоксид, водена пара (облаци) и честице аеросола апсорбују 23% директног сунчевог зрачења у атмосфери. Озон апсорбује ултраљубичасто и видљиво зрачење. Упркос чињеници да је његов садржај у ваздуху веома мали, апсорбује све ултраљубичасто зрачење (око 3%)
Дакле, уопште се не примећује на површини земље, што је веома важно за живот на Земљи.
Директно сунчево зрачење на свом путу кроз атмосферу се такође распршује. Честица (капљица, кристал или молекул) ваздуха, која се налази на путу електромагнетног таласа, непрекидно „извлачи“ енергију из упадног таласа и поново је зрачи у свим правцима, постајући емитер енергије.
Око 25% енергије укупног флукса сунчевог зрачења који пролази кроз атмосферу распршују се молекули атмосферског гаса и аеросол и претвара се у атмосфери у расејано сунчево зрачење. Дакле, расејано сунчево зрачење је сунчево зрачење које се распршило у атмосфери. Расејана радијација долази на површину земље не са соларног диска, већ са читавог небеског свода. Расејано зрачење се разликује од директног по свом спектралном саставу, пошто су зраци различитих таласних дужина расејани у различитим степенима.
Пошто је примарни извор дифузног зрачења директно сунчево зрачење, флукс дифузног зрачења зависи од истих фактора који утичу на флукс директног зрачења. Конкретно, флукс расејаног зрачења расте како се висина Сунца повећава и обрнуто.Такође се повећава са повећањем броја расејајућих честица у атмосфери, тј. са смањењем провидности атмосфере, а опада са висином изнад нивоа мора услед смањења броја расејајућих честица у прекривеним слојевима атмосфере. Облачност и снежни покривач имају веома велики утицај на дифузно зрачење, које услед расејања и рефлексије директног и дифузног зрачења које пада на њих и њиховог поновног расејања у атмосфери, може повећати дифузно сунчево зрачење за неколико пута.
Расејано зрачење значајно допуњује директно сунчево зрачење и значајно повећава проток сунчеве енергије до земљине површине. Његова улога је посебно велика зими на високим географским ширинама иу другим регионима са великом облачношћу, где удео дифузног зрачења може премашити удио директног зрачења. На пример, у годишњој количини сунчеве енергије, расејано зрачење чини 56% у Архангелску и 51% у Санкт Петербургу.
Укупно сунчево зрачење је збир токова директног и дифузног зрачења који долази на хоризонталну површину. Пре изласка и после заласка сунца, као и током дана са сталном облачношћу, укупно зрачење је потпуно, а на малим висинама Сунца углавном се састоји од расејаног зрачења. На безоблачном или мало облачном небу, са повећањем висине Сунца, удео директног зрачења у саставу укупног нагло расте и дању је његов флукс вишеструко већи од флукса расејаног зрачења. Облачност у просеку слаби укупно зрачење (за 20-30%), међутим, са делимичном облачношћу која не покрива соларни диск, њен ток може бити већи него код неба без облака. Снежни покривач значајно повећава флукс укупног зрачења повећањем флукса расејаног зрачења.
Укупно зрачење, које пада на површину земље, углавном се апсорбује горњим слојем земље или дебљим слојем воде (апсорбовано зрачење) и прелази у топлоту, а делимично се одбија (рефлектовано зрачење).
Термални појасеви
У зависности од количине сунчевог зрачења које улази на површину Земље, на Земљиној кугли се разликује 7 термалних зона: вруће, две умерене, две хладне и две зоне вечног мраза. Границе термичких зона су изотерме. Врући појас је омеђен просечним годишњим изотермама од +20°С са севера и југа (сл. 9). Две умерене зоне северно и јужно од топле зоне ограничене су са стране екватора просечном годишњом изотермом од +20°Ц, а са стране високих географских ширина изотермом од +10°Ц (средња температура ваздуха најтоплији месеци је јул на северној и јануар на јужној хемисфери). Северна граница приближно се поклапа са границом распрострањења шума. Две хладне зоне северно и јужно од умереног појаса на северној и јужној хемисфери леже између +10°Ц и 0°Ц изотерме најтоплијег месеца. Два појаса вечног мраза омеђена су изотермом од 0°Ц најтоплијег месеца од хладних појасева. Царство вечног снега и леда простире се на Северни и Јужни пол.
Резултати мерења директног сунчевог зрачења
Са непромењеном провидношћу атмосфере, интензитет директног сунчевог зрачења зависи од оптичке масе атмосфере, односно у крајњој линији од висине сунца. Због тога, током дана, сунчево зрачење мора прво нагло да расте, затим све спорије од изласка до поднева, и прво полако, а затим брзо да се смањи од поднева до заласка сунца.
Али транспарентност атмосфере током дана варира у одређеним границама. Дакле, крива дневног тока зрачења, чак и по потпуно безоблачном дану, показује неке неправилности.
Разлике у интензитету зрачења у подне су првенствено последица разлика у подневној висини Сунца, која је зими нижа него лети. Минимални интензитет у умереним географским ширинама јавља се у децембру, када је сунце најниже. Али максимални интензитет није у летњим месецима, већ у пролеће.Чињеница је да је у пролеће ваздух најмање замућен продуктима кондензације и мало прашњав. Лети се повећава запрашивање, а повећава се и садржај водене паре у атмосфери, што донекле смањује интензитет зрачења.
Максималне вредности директног интензитета зрачења за неке тачке су следеће (у кал/цм2мин): Залив Тикси 1,30, Павловск 1,43, Иркутск 1,47, Москва 1,48, Курск 1,51, Тбилиси 1,51, Владивосток 1, 46, Ташкент 1,52.
Из ових података се може видети да максималне вредности интензитета зрачења веома мало расту са смањењем географске ширине, упркос порасту висине сунца. Ово се објашњава повећањем садржаја влаге, а делом и запрашивањем ваздуха у јужним географским ширинама. На екватору, максималне вредности зрачења не прелазе много летње максимуме умерених географских ширина. У сувом ваздуху суптропских пустиња (Сахара), међутим, забележене су вредности до 1,58 цал/цм2 мин.
Са висином изнад нивоа мора, максималне вредности зрачења се повећавају услед смањења оптичке масе атмосфере на истој висини сунца. На сваких 100 м надморске висине, интензитет зрачења у тропосфери расте за 0,01-0,02 цал/цм2 мин. Већ смо рекли да максималне вредности интензитета зрачења примећене у планинама достижу 1,7 цал/цм2 мин и више.