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Irradiance solaire et irradiation solaire : différences, origine et types

Irradiance solaire et irradiation solaire : différences, origine et types

L'irradiance est la puissance du rayonnement solaire par unité de surface. Dans le système international d'unités, il est mesuré en (W/m2).

L'irradiation solaire mesure la quantité d'énergie par unité de surface du rayonnement solaire incident sur une surface. C'est-à-dire la puissance reçue pendant un temps (J/m2 ou Wh/m2).

Le terme rayonnement solaire est un concept générique mais il n'est quantifié à aucune magnitude. Les magnitudes qui décrivent le rayonnement solaire qui atteint la surface de la terre par mètre carré sont l'irradiance et l'irradiation solaire.

L'énergie solaire est une source d'énergie renouvelable qui dépend des paramètres de données d'irradiation pour être efficace. Par conséquent, avant d'investir dans une nouvelle centrale solaire, il est nécessaire de collecter le plus de données solaires possible. Avec ces données et l'aide d'un spécialiste, nous obtiendrons une évaluation de la ressource solaire.

Quelle est la différence entre l'irradiance solaire et l'irradiation solaire ?

La différence est que l'irradiance mesure la puissance du rayonnement solaire sur une surface en un instant et l'irradiation le fait sur une période de temps. C'est-à-dire que l'irradiation mesure la quantité d'énergie reçue sur une surface donnée.

Si on parle d'irradiance, on se réfère à un moment donné, alors que si on parle d'irradiance, on se réfère à une période donnée, cela peut être un jour, une heure, un jour, un mois ou une année entière. C'est-à-dire que nous ne pouvons pas parler d'irradiance en un jour, ou d'irradiation solaire à un moment donné, n'est-ce pas ?

Origine de l'irradiance solaire : le Soleil.

L'origine du rayonnement total reçu par la Terre est le Soleil qui est située à environ 150 millions de kilomètres de chez nous. Le rayonnement solaire est l' énergie thermique libérée en raison de la réaction de fusion nucléaire qui se produit à l'intérieur du Soleil.

L'énergie générée fait du Soleil une gigantesque masse incandescente. La température dans sa couche est d'environ 5.505 degrés Celsius.

Étant un corps incandescent, le Soleil émet un rayonnement électromagnétique dans une large gamme de longueurs d'onde.

Types d'irradiance solaire

Il existe plusieurs types d'irradiance solaire.

1.- L'irradiance total

L'irradiance solaire totale est une mesure de l'énergie solaire à toutes les longueurs d'onde par unité de surface incidente dans la haute atmosphère terrestre. La perpendiculaire à la lumière solaire incidente est mesurée. 

2.- L'irradiance normale directe

L'irradiation normale directe, ou rayonnement du faisceau, est mesurée à la surface de la Terre à un endroit donné avec un élément de surface perpendiculaire aux rayons du Soleil. Ce type d'irradiation exclut le rayonnement solaire diffus.

L'irradiance directe est égale à l'irradiance à l'extérieur de l'atmosphère terrestre moins les pertes atmosphériques dues à l'absorption et à la diffusion. Les pertes dépendent principalement :

  • L'heure de la journée (longueur du trajet de la lumière dans l'atmosphère en fonction de l'angle d'élévation solaire)

  • La couverture nuageuse ​​dans le ciel.

  • La humidité.

  • D'autres aspects tels que : les aérosols, les molécules d'ozone, la vapeur d'eau, etc.

L'irradiance sur l'atmosphère varie également avec la période de l'année (car la distance au soleil varie), bien que cet effet soit généralement moins important par rapport à l'effet des pertes de rayonnement directes.

L'irradiance directe normale du Soleil est de 1367 W/m2 à la surface de l'atmosphère. Cette grandeur est appelée constante solaire.

3.- L'irradiance horizontal diffuse ou ciel diffus

L'irradiation horizontale diffuse ou rayonnement diffus du ciel est un rayonnement à la surface de la Terre provenant de la lumière diffusée par l'atmosphère. Il est mesuré sur une surface horizontale avec le rayonnement de tous les points du ciel, à l'exclusion du rayonnement solaire du disque solaire.

S'il n'y avait pas d'atmosphère, l'irradiation horizontale diffuse serait pratiquement nulle.

4.- L'irradiance horizontale globale

Le rayonnement global comprend celui reçu directement du disque solaire ainsi que le rayonnement céleste diffus diffusé lorsqu'il traverse l'atmosphère.

L'irradiance horizontale globale est l'irradiance totale du soleil sur une surface horizontale de la Terre. C'est la somme de l'irradiance directe (après prise en compte de l'angle zénithal solaire du Soleil) et de l'irradiance horizontale diffuse.

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Date de publication : 4 février 2019
Dernier examen : 7 juillet 2021