Što je solarna konstanta?

Solarna konstanta je mjera snage kvadratnog metra sunčeve svjetlosti koja izravno utječe na okomitu ravninu prostora iznad Zemljine atmosfere, a smatra se uniformnom vrijednošću od 1,370 vata po četvornom metru. To se, međutim, dramatično mijenja na površini Zemlje, jer sunčeva svjetlost mora proći kroz različite slojeve atmosfere ovisno o geografskoj širini i razini mora, kao i atmosferskim uvjetima. Stoga je solarna konstanta uglavnom referentni broj koji se koristi za zasnivanje stvarnih primljenih vrijednosti sunčeve svjetlosti, a ključna je u područjima kao što su postavljanje solarnih nizova za proizvodnju energije iz fotonaponskih ili solarnih peći, te u vremenskim i poljoprivrednim proračunima. Kao čista vrijednost iznad granica atmosfere, solarna konstanta također varira za 3% ovisno o točki u kojoj se Zemlja nalazi u orbiti oko Sunca, budući da je orbita blago eliptična.

Dok se vrijednosti sunčevog zračenja za solarnu konstantu obično fokusiraju na vidljivu svjetlost, vrijednosti su izračun cjelokupnog primljenog solarnog elektromagnetskog zračenja. To uključuje infracrveno svjetlo, rendgenske zrake i radio valove koje odašilje Sunce, iako visokofrekventni valovi poput rendgenskih zraka čine manje od 1% ukupne emitirane energije. Tamo gdje je sunčeva svjetlost dospjela do površine Zemlje, ovo zračenje se naziva insolacija i ima optimalnu razinu od oko 1,000 vata po četvornom metru. Praktične vrijednosti zbog viših zemljopisnih širina, različitih nadmorskih visina, oblačnog neba i drugih uzroka neizravnog svjetla spuštaju ovu vrijednost na 250 vata po kvadratnom metru, smanjujući stvarnu razinu sunčeve energije koju Zemlja prima u svemiru za faktor više od pet nakon dopire do površine.

Solarna konstanta je važna vrijednost koju treba znati u području razvoja satelita i svemirskih sondi. To je zbog činjenice da ovi sustavi često imaju solarne panele za proizvodnju energije i da ih može oštetiti nešto sunčevog zračenja ako nisu pravilno zaštićeni. Istraživanja solarnih ciklusa za Sunce, uključujući izračun solarnih oluja i aktivnosti sunčevih pjega, također ovise o solarnoj konstanti i njezinoj razini gustoće toka ili relativnoj količini sunčeve energije koja se prenosi po četvornom metru. Poznato je da samo Sunce ima blagu varijabilnost razine zračenja tijekom 11-godišnjih ciklusa od ±0.2%. To zajedno s povećanjem solarne konstante od 10% svakih 10,000,000,000 godina može imati dramatične utjecaje na klimu Zemlje u regionalnim područjima kao što je more ili na globalnoj osnovi tijekom vremena.

Istraživanje svemira s ljudskom posadom na lokacijama kao što su Zemljin Mjesec ili planet Mars također mora uzeti u obzir solarnu konstantu za ove regije. Sunčeva energija je u velikoj mjeri slična čistoj vrijednosti za Zemlju kada je na površini Mjeseca, zbog iste relativne udaljenosti od Sunca i činjenice da Mjesec nema atmosferu. Mars će, međutim, imati drugačiju solarnu konstantu jer je u bilo kojem trenutku najmanje 30,000,000 48,280,320 XNUMX milja (XNUMX XNUMX XNUMX kilometara) udaljeniji od Sunca od Zemlje i zato što ima svoju slabu atmosferu. U svemiru ili na neplodnim planetima i asteroidima, solarna konstanta je primarni pokazatelj koliko je energije dostupno za preradu stijena u korisne materijale kao što su kisik i vodik, ili za proizvodnju električne energije za održavanje umjetnih ekoloških sustava i komunikacijske opreme.