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lundi 15 août 2022

Météorologie - Instruments de Mesures et Contrôles

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Comment mesurer le rayonnement solaire ? Intérêts et méthodes

Mercredi 10 août 2022

L’obtention de mesures précises du rayonnement solaire est importante pour les chercheurs en sciences de l’environnement. Ces mesures météorologiques sont utilisées pour interpréter et comprendre l’état du monde actuel. Très souvent, elles soutiennent les argumentaires des scientifiques lors des débats avec les différentes parties.

Mesurer le rayonnement solaire de manière fiable et précise est essentiel. Suivez les explications des experts Blet Climat sur comment mesurer le rayonnement solaire.

Pourquoi est-il important de mesurer le rayonnement solaire ?

Obtenir des données fiables sur le rayonnement solaire est essentiel pour de nombreuses raisons. Les mesures de rayonnement solaire permettent :

  • d’étudier les transformations de l’énergie dans le système Terre-Atmosphère 
  • d’analyser les propriétés et la répartition de l’atmosphère, les éléments qui la constituent, comme aérosols, vapeurs, ozone, etc.
  • d’étudier la distribution et les variations du rayonnement incident, réfléchi et total
  • de satisfaire les besoins dérivés de la biologie, de la médecine, de l’agriculture, de l’architecture, de l’ingénierie et de l’industrie liés aux ressources solaires
  • de faire des prédictions pour installer un système PV avec un réseau solaire de panneaux solaires
  • de mesurer la densité de flux de rayonnement solaire, précieuse pour le fonctionnement et les tests de performance des tours solaires

Mesure de rayonnement solaire 

La mesure de rayonnement solaire se décompose en plusieurs facteurs. Il s’agit de déterminer la réponse spectrale, l’efficacité quantique externe et l’efficacité quantique interne des cellules solaires.

Un point essentiel est également de déterminer la durée d’ensoleillement, qui désigne les heures d’ensoleillement à l’aide d’un enregistreur d’ensoleillement – un système de carte, qui focalise la lumière de soleil. On grave une marque sur le graphique d’enregistrement, si l’’ensoleillement est supérieur à 200W/m². Ainsi, le nombre d’heures d’ensoleillement est déterminé comme le nombre d’heures pendant lesquelles le soleil brille.

Comment mesurer le rayonnement solaire ?

Pour mesurer le rayonnement solaire, on distingue trois méthodes différentes :

  • mesure directe
  • mesure indirecte
  • mesure infrarouge

Mesure de rayonnement direct

La mesure directe permet de mesurer l’irradiance normale directe (DNI) ou le rayonnement d’un faisceau à la surface de la Terre à un endroit donné avec un élément de surface perpendiculaire au soleil. Il exclut le rayonnement solaire diffus.

Avec des volets, seuls le rayonnement solaire et une région annulaire du ciel très proche du soleil sont mesurés. La surveillance précise du soleil est permise par un mécanisme avec un ensemble de pyrhéliomètres montés.

Comment mesurer le rayonnement global diffus ?

Le rayonnement diffus désigne le rayonnement solaire, qui atteint la surface de la terre après avoir été diffusé par des molécules ou des particules de l’atmosphère.

La majeure partie de la lumière directe du soleil n’atteint pas le sol, si le ciel est fortement couvert des nuages. Elle est retenue par des gouttelettes d’eau en suspension dans l’air. La lumière du ciel est ensuite rediffusée par les nuages, et atteint la terre sous forme de la lumière blanche. Une partie de cette lumière est absorbée par les nuages, ce qui leur donne au ciel son aspect grisâtre.

Le rayonnement pendant la diffusion ne change pas beaucoup sa composition spectrale. Les gouttelettes d’eau dans les nuages sont plus importantes que la longueur d’onde, de sorte que tout le spectre visible est diffusé à peu près de la même manière. L’intensité de de rayonnement estimé varie de 1/6 de la puissance de la lumière directe du soleil pour les nuages relativement minces à 1/1000 pour les nuages orageux les plus épais.

Le rayonnement global désigne le rayonnement solaire reçu d’un angle solide de 2n stéradians sur une surface horizontale. Ainsi, le rayonnement global comprend à la fois le rayonnement obtenu directement à partir du disque solaire, mais également le rayonnement du ciel diffusé dans l’atmosphère.

Ce rayonnement global est mesuré par la pyranomètre. Pour mesurer uniquement la composante diffuse du rayonnement solaire, un écran ou un système d’ombrage permet de recouvrir la composante directe.

Comment le rayonnement infrarouge est-il mesuré ?

Le rayonnement infrarouge (rayonnement IR) st un type de rayonnement électromagnétique dont la longueur d’onde est supérieure à celle de la lumière visible. Il mesuré par les pyrgéomètres.

Le rayonnement IR est souvent associé aux concepts de « chaleur » et de « rayonnement thermique ». En effet, chaque objet ayant de la température émet un rayonnement dans cette bande. Ceci est expliqué par la loi de Wien : en augmentant la température, le pic d’émission se déplace de plus en plus vers le visible, jusqu’à ce que l’objet devienne incandescent.

La plupart des objets peuvent éliminer les courtes longueurs d’ondes par des filtres, qui présentent une transparence constante aux longueurs d’onde tout en étant presque opaque aux plus courtes longueurs d’onde.

L’énergie de rayonnement infrarouge à ondes courtes provient directement du soleil, mais n’est pas ressentie sous forme de chaleur. Le rayonnement infrarouge se transforme en chaleur lorsqu’il heurte un objet. La chaleur rayonné par un objet ayant reçu un rayonnement infrarouge à ondes courtes est désignée en tant que l’énergie infrarouge à ondes longues.

Mesurer le rayonnement solaire avec Blet Climat

Blet Climat, spécialiste de mesure météorologique, propose un équipement efficace pour effectuer des mesures précises et fiables de rayonnement solaire :

  • enregistreur de rayonnement solaire
  • indicateur d’ensoleillement SDE 9.1
  • capteur de durée d’ensoleillement CSD 3
  • capteur d’irradiance IRRB 2

Notre équipement est polyvalent et parfaitement adapté pour réaliser les analyses de rayonnement solaire et obtenir des données utiles pour la recherche scientifique.

Découvrez la mesure de rayonnement solaire avec Blet Climat et effectuez des mesures fiables à tout moment grâce à nos appareils de mesure polyvalents.

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