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 Flux solaire direct

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Max
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Nombre de messages : 11
Date d'inscription : 25/11/2009

MessageSujet: Flux solaire direct   Sam 12 Déc - 17:55

Bonjour à tous,

Tout d'abord je précise que je fais appel à vous car je n'ai pas trouvé ce que je recherche sur les sites que j'ai consultés.

Alors en fait je recherche comment calculer le flux solaire direct reçu par une surface perpendiculaire au rayonnement en fonction de ma latitude et de l'heure de la journée...

D'après ce que j'ai lu il faut je crois d'abord calculer le flux solaire direct reçu à midi solaire par cette surface, moment où le rayonnement traverse le moins d'atmosphère si je ne me trompe pas.

Et si je ne me retrompe pas ce qui fait varier ce flux solaire au cours d'une journée c'est le fait qu'il traverse plus ou moins d'atmosphère...

En fait je recherche les formules qui se cahent derrière ce tableau : http://www.pedagogie.ac-nantes.fr/1214223614078/0/fiche___ressourcepedagogique/&RH=1160729734281

En espérant m'être clairement exprimé, je vous remercie par avance pour vos réponses éventuelles.

Bonne fin de journée,

Max
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Max
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Nombre de messages : 11
Date d'inscription : 25/11/2009

MessageSujet: Re: Flux solaire direct   Dim 20 Déc - 12:30

Je me permet un ptit UP de mon topic =D
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Naos
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Masculin Nombre de messages : 2325
Localisation : Liège
Date d'inscription : 09/03/2005

MessageSujet: Re: Flux solaire direct   Dim 20 Déc - 23:47

Si la surface réceptrice reste en permanence perpendiculaire au rayonnement incident, cela facilite les choses. N'intervient alors que la variation en hauteur du Soleil, c'est-à-dire de l'épaisseur atmosphérique traversée.

L'absorption atmosphérique (et l'absorption en général) fonctionne de manière exponentielle, dans le sens où chaque épaisseur de matériau absorbant retire une même proportion du rayonnement qui la traverse. Si une épaisseur E absorbe la moitié de la lumière incidente et qu'il ne reste que 50 % de la quantité initiale, alors une épaisseur 2E absorbera une autre moitié de ce qui passe à travers l'épaisseur E. Au final, il restera 25 % du rayonnement incident (50 %, moins la moitié de 50 %). Avec 3E, on réduira à 12,5 %, avec 4E, on descend à 6,25 %, et ainsi de suite.

C'est encore évaluer l'épaisseur atmosphérique traversée qui reste le plus délicat. Il faudra probablement comparer la situation quelconque qui nous intéresse avec la situation optimale, c'est-à-dire avec le Soleil au plus haut dans le ciel. La différence entre les deux hauteurs donnera le supplément d'atmosphère traversée, donc l'absorption supplémentaire.
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Max
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Nombre de messages : 11
Date d'inscription : 25/11/2009

MessageSujet: Re: Flux solaire direct   Mer 23 Déc - 21:23

Bonsoir,

Pour connaître l'épaisseur traversée, avec l'angle d'incidence des rayons lumineux et l'épaisseur "verticale l'atmosphère c'est bon si je me trompe pas : Epaisseur traversée = Epaisseur "verticale" / sinus ( angle d'incidence ).

Je me trompe ?
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Naos
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Masculin Nombre de messages : 2325
Localisation : Liège
Date d'inscription : 09/03/2005

MessageSujet: Re: Flux solaire direct   Mer 23 Déc - 22:35

La formule est correcte dans le cadre d'une terre plate et infinie. En effet, avec une incidence rasante, on devrait diviser par le sinus d'un angle nul, et on aboutirait à une épaisseur infinie, ce qui n'est pas correct.

La formule est également correcte si l'on raisonne en termes d'angles d'incidence, c'est-à-dire en prenant une valeur nulle pour une source au ras de l'horizon. En astronomie, on a plutôt l'habitude de travailler avec des distances zénithales, qui sont des angles complémentaires aux angles d'incidence. La distance zénithale se note conventionnellement par la lettre z. La formule devient alors "Epaisseur au zénith/cos(z)", ce que l'on peut écrire sous la forme "Epaisseur au zénith x sécante(z)", la sécante étant la fonction inverse du cosinus.
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Max
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Date d'inscription : 25/11/2009

MessageSujet: Re: Flux solaire direct   Jeu 24 Déc - 14:00

Effectivement mais pour poursuivre il faut connaître l'absorbtion de l'épaisseur au zénith et cette donnée...

Sinon sur internet il y a cette méthode :

Citation :

Le rayonnement solaire direct arrive à traverser l'atmosphère mais subit malgré tout une atténuation de son intensité.
Pour calculer ce rayonnement la démarche est la suivante :
-1 Définir l'altitude du point local pour connaître la pression
atmosphérique (PAtm) :
PAtm = 101325 x (1 - 2,26 x 10-5 x z)5,26,
en Pa
où z est l'altitude en mètres
-2 Définir la pression de vapeur saturante (Pvs), le taux moyen d'humidité
relative (HR) et la pression partielle de vapeur d'eau (Pv) :
Pvs = 2,165 x (1,098 + T / 100)8,02, en mmHg (millimètre de
mercure)
HR moyen = 50% (0,5)
Pv = Pvs x HR
où T est le température de l'air en °C
-3 Définir la masse d'air optique relative (m) d'où en découle
l'épaisseur optique de Rayleigh (ER) qui détermine l'atténuation due à la diffusion
:
m = PAtm / (101325 x Sin(h) + 15198,75 x (3,885 + h)-1,253)
ER = 1 / (0,9 x m + 9,4)
où h est la hauteur du soleil en degrés
-4 Définir le facteur de trouble de Linke :
TL = 2,4 + 14,6 x B + 0,4 x (1 + 2 x B) x ln(Pv)
où B est le coefficient de trouble atmosphérique qui prend une valeur de :
B = 0,02 pour un lieu situé en montagne
B = 0,05 pour un lieu rural
B = 0,10 pour un lieu urbain
B = 0,20 pour un lieu industriel (atmosphère polluée)
Ln est le logarithme népérien

Le rayonnement solaire direct sur un plan récepteur normal à ce rayonnement vaut donc :
I* = ESol x EXP(-ER x m x TL), en W/m²
EXP, fonction inverse de Ln (ex ou e^ sur les calculatrices)

Je suis perplexe face à cette méthode...la seule variable qui prend en compte les variations climatiques ici est la température mais la température n'est pas synonyme du temp donc qu'il fasse beau ou pas, la nébulosité, n'est ici pas pris en compte ?... L'erreur est trop importante non ?
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Naos
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Masculin Nombre de messages : 2325
Localisation : Liège
Date d'inscription : 09/03/2005

MessageSujet: Re: Flux solaire direct   Sam 26 Déc - 21:36

J'imagine alors que des données comme la température, la pression de vapeur saturante et l'humidité relative servent à donner une idée indirecte de la nébulosité.
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MessageSujet: Re: Flux solaire direct   

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