Warunki klimatyczne i meteorologiczne do wykorzystania energii promieniowania słonecznego w warunkach Polski
Przeczytaj:


Jak wyjanił szef Techsnabexportu Aleksiej Grigoriew, zawarty we wtorek kontrakt wejdzie w życie po zakończeniu porozumienia "Megatony na megawaty".

Przedstawiciel rosyjskiej firmy dodał, że obecnie zapewnia ona około 23 procent dostaw paliwa dla amerykańskich elektrowni. Przedsiębiorstwo ma nadzieję, że dzięki realizacji nowego kontraktu udział ten wzronie do 25-30 procent.

Techn
Więcej …
Reklama płatna
Logowanie
Statystyki
Użytkowników : 13717
Pozycje : 2121
Zasoby : 1
Odsłon : 16501901
Kto jest na stronie
Naszą witrynę przegląda teraz 109 gości 
Ekologika.pl Publikacje Energia slońca Warunki klimatyczne i meteorologiczne do wykorzystania energii promieniowania słonecznego w warunkach Polski
Warunki klimatyczne i meteorologiczne do wykorzystania energii promieniowania słonecznego w warunkach Polski PDF Drukuj
Ocena użytkowników: / 2
SłabyŚwietny 
Publikacje - Energia slońca
Wpisany przez abazior   
Poniedziałek, 29 Grudzień 2008 11:53

Warunki klimatyczne i meteorologiczne do wykorzystania energii promieniowania słonecznego w warunkach Polski

 

dr Janusz Podogrocki

Zespół Aktynometrii

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej

tel. (+48 22) 834 16 51 wew. 592

fax. (+48 22) 835 28 13

E-Mail: Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

E-Mail: Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

1. Podstawy fizyczne aktynometrii

1.1 Słońce jako źródło promieniowania

Słońce jest źródłem energii dla wszystkich procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych zachodzących na Ziemi i w atmosferze, a jego promieniowanie najważniejszym czynnikiem środowiskowym dla życia.

Ilość energii słonecznej docierającej w ciągu 1 sekundy do powierzchni 1 m2, prostopadłej do promieni słonecznych i leżącej tuż poza atmosferą w średniej odległości Ziemi od Słońca (149.5 mln km) nazywa się stałą słoneczną. Jej wartość określono na 1367 +/- 7 W m -2. Stała słoneczna zależy od odległości Słońce - Ziemia, która zmienia się w ciągu roku od 147 mln km w styczniu do 152 mln km w lipcu powodując wahania wartości stałej słonecznej +/- 3.4%. Znając wartość stałej słonecznej można obliczyć ile energii docierałoby do powierzchni Ziemi na różnych szerokościach geograficznych gdyby pominąć wpływ atmosfery. Dla obszaru Polski potencjalne sumy roczne energii słonecznej wahają się od 8400 MJ m-2 (2340 KWh m-2)dla północnych krańców do 9250 MJ m-2 (2573 KWh m-2) dla południowych.

Na granicy atmosfery nad szerokością geograficzną Warszawy suma ta wynosi 8768 MJ m-2 (2438 KWh m-2)

Słońce wysyła w przestrzeń międzyplanetarną promieniowanie elektromagnetyczne rozciągające się w zakresie długości fal lub częstotliwości od promieniowania gamma przez: rentgenowskie, ultrafiolet, widzialne, podczerwień, aż do fal radiowych. Atmosfera przepuszcza tylko część promieniowania w dwóch przedziałach długości fal: promieniowanie optyczne (obejmujące część ultrafioletu, widzialne i podczerwień) oraz fale radiowe.

Do powierzchni Ziemi nie dociera zupełnie promieniowanie ultrafioletowe poniżej 290 nm (nanometrów). Ze względu na oddziaływanie biologiczne i chemiczne promieniowania ultrafioletowego dzielimy je na pasma:

  • 10 - 200 nm - nadfiolet próżniowy
  • 200 - 280 nm - daleki nadfiolet UV-C
  • 280 - 315 nm - średni nadfiolet UV-B
  • 315 - 400 nm - bliski nadfiolet UV-A

Obszar widmowy 400 nm do 780 nm obejmuje promieniowanie widzialne, a powyżej 780 nm do 375 m m (mikrometrów) określamy jako promieniowanie podczerwone lub podczerwień. Promieniowanie Ziemi i atmosfery zawarte jest w obszarze widma 4 - 120 m m.

Przy przepływie promieniowania słonecznego przez atmosferę następuje jego odbicie, absorpcja i rozproszenie.

Promieniowanie słoneczne dochodzące do powierzchni Ziemi podzielić można na dwie składowe :

  • promieniowanie bezpośrednie, dochodzące z tarczy słonecznej do powierzchni recepcyjnej
  • promieniowanie rozproszone w atmosferze, dochodzące ze wszystkich stron do powierzchni recepcyjnej

Pomiarami promieniowania słonecznego zajmuje się aktynometria, stanowiąca część meteorologii. Od 1981 roku pomiary promieniowania wykonywane są w skali WRR - 1981 (World Radiometer Reference) odniesione do Światowego Wzorca Radiacji. Obowiązuje międzynarodowy system jednostek SI: W m-2 i J m-2.

1.2 Promieniowanie słoneczne w systemie Ziemia - atmosfera 

Promieniowanie słoneczne trafiając do systemu Ziemia - atmosfera powoduje powstanie w nim wielu procesów z których najważniejszy to obieg energii i wody.

Rys. 1 Schematyczny diagram wzajemnego sprzężenia charakterystyk globalnego systemu klimatycznego

Jak przedstawiono na rys 1 (WMO nr 100, 1983) dopływ promieniowania do powierzchni Ziemi powoduje nierównomierne nagrzanie się jej fragmentów, wywołujące różnice temperatur i ciśnienia, które z kolei są przyczyną ruchu powietrza i wody, w wyniku czego powstaje cyrkulacja atmosferyczna oraz obieg wody przez parowanie i kondensację pary wodnej. W następstwie zaś wzajemnego oddziaływania głównych składowych systemu klimatycznego (sprzężenia zwrotne), czynniki cyrkulacyjne, związane z procesami wewnątrz - atmosferycznymi (zmienność zachmurzenia i przezroczystości napływających mas powietrza) odgrywają ważną rolę w modyfikowaniu czasowo - przestrzennego zróżnicowania ilości docierającej do powierzchni podłoża energii słonecznej.

Całkowity dopływ energii słonecznej do powierzchni Ziemi jest dość dokładnie poznany i skoro nie jest pewne, czy przez stulecia Ziemia stawała się wyraźnie cieplejsza, bądź chłodniejsza, to można założyć, że dopływ i oddawanie promieniowania musi się stale równoważyć. Bilans cieplny Ziemi można przedstawić w postaci równania:

Q* + QH + QE + QS + QM + Qf  = 0

Q*  - bilans radiacyjny

QH - przewodzenie i magazynowanie ciepła w podłożu

QE - turbulencyjna wymiana ciepła jawnego

QS - turbulencyjna wymiana ciepła ukrytego związana z parowaniem i kondensacją

QM - ciepło antropogeniczne związane z działalnością człowieka

QF - ciepło zużyte w procesie fotosyntezy

W bilansie tym ilościowo najważniejszą rolę odgrywa bilans radiacyjny, przedstawiający energię docierającą do Ziemi od Słońca i wypromieniowaną przez Ziemię do atmosfery.

W równaniu bilansu radiacyjnego powierzchni Ziemi :

Q* = (S + D)(1-a) + L - L 

K = S + D

K - promieniowanie całkowite

S - promieniowanie bezpośrednie Słońca

D - promieniowanie rozproszone Słońca i nieba

a - albedo

a = K / K 

L  - promieniowanie długofalowe atmosfery

L  - promieniowanie długofalowe Ziemi i odbite atmosfery

K  - krótkofalowe promieniowanie odbite

L* = L - L

L* - promieniowanie efektywne

przy czym:

w dzień Q* = K* + L*

w nocy gdy nie ma promieniowania słonecznego Q* = L*

nas najbardziej interesuje promieniowanie całkowite i jego struktura. Ważną charakterystyką jest też usłonecznienie tzn. czas trwania bezpośredniego promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni Ziemi.

2. Pomiary promieniowania słonecznego w Polsce

W Polsce pomiary i badania dopływu promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi prowadzone są na stacjach aktynometrycznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

Głównym zadaniem sieci aktynometrycznej jest dostarczenie informacji o rozkładzie czasowym i przestrzennym oraz jakości i ilości dopływającej do danej powierzchni energii słonecznej, jej przemianach i stratach poniesionych w wyniku oddawania ciepła. Uzupełnieniem sieci aktynometrycznej jest sieć heliograficzna (rys 2) rejestrująca czas świecenia Słońca (usłonecznienie).

Rys. 2 Sieć stacji heliograficznych

 

Podstawę informacji aktynometrycznej stanowią charakterystyki radiacyjne:

  • otrzymane z bezpośrednich pomiarów
  • obliczone w oparciu o wyniki pomiarów aktynometrycznych
  • uzyskane z obliczeń w oparciu o znajomość innych elementów meteorologicznych

Parametry mierzone

  • promieniowanie rozproszone Słońca i nieba
  • promieniowanie bezpośrednie Słońca
  • promieniowanie całkowite
  • promieniowanie odbite i albedo powierzchni czynnej
  • integralny bilans radiacyjny powierzchni czynnej
  • bilans promieniowania krótkofalowego (promieniowanie pochłonięte)
  • bilans promieniowania długofalowego (promieniowanie efektywne)
  • promieniowanie spektralne (w tym UV)
  • usłonecznienie

 Parametry obliczane na podstawie standardowych pomiarów aktynometrycznych

  • oświetlenie naturalne
  • promieniowanie aktywne w fotosyntezie (PAR)
  • długofalowe promieniowanie atmosfery
  • przezroczystość atmosfery
  • napromieniowanie powierzchni pionowych i nachylonych różnie usytuowanych

Parametry uzyskiwane na podstawie pomiarów meteorologicznych

  • promieniowanie całkowite
  • promieniowanie pochłonięte (PAR)
  • promieniowanie efektywne
  • bilans radiacyjny
  • wiarygodność informacji aktynometrycznej

Rodzaje informacji aktynometrycznej

  • Chwilowe i godzinne wartości bilansu radiacyjnego i jego składników oraz ekstrema
  • sumy dobowe, pentadowe, dekadowe, miesięczne, roczne i wieloletnie
  • prawdopodobieństwo wystąpienia poszczególnych wartości i przedziałów, modele statystyczne, nomogramy, mapy rozkładów przestrzennych itp.
  • charakterystyki spektralne w tym PAR i UV
  • promieniowanie dopływające na różne nachylone powierzchnie czynne
  • wskaźniki aktynometryczne (np. transmisji, przezroczystości atmosfery, albedo)
  • określenie zasobów i stref

3. Uwarunkowania dopływu promieniowania słonecznego
do podłoża

3.1 Czynniki astronomiczne i usłonecznienie

Polska jest położona w strefie klimatu umiarkowanego między 49 a 54.5 0 szerokości geograficznej północnej. Przedział dzienny (czas od wschodu do zachodu Słońca) obejmuje ponad 51% z 8767 godzin w średnim roku, a północne krańce mają ten okres o 24 h dłuższy niż południowe. W zimie południowe krańce Polski mają dzień dłuższy o prawie 1 godzinę od krańców północnych, natomiast w lecie jest odwrotnie. W czerwcu godziny dzienne na północy obejmują 71.5% godzin miesiąca, w centrum Polski 69%, a na południu 67%.
W grudniu sytuacja zmienia się i na północy godzin dziennych jest tylko 29.5%, w centrum 31.7%, a na południu 34.7%.

W celu zilustrowania podziału doby, w poszczególnych miesiącach, na okresy pod względem przydatności ich dla potrzeb wykorzystania energii słonecznej, przedstawiono histogramy dla Warszawy z okresu 1961 -1990 (rys 4 ).

Patrząc od góry każdego histogramu wyodrębniono przedział nocny, w danym miesiącu,
w którym nie dochodzi energia słoneczna. Poniżej, aż do podstawy histogram obejmuje godziny przedziału dziennego. Dla np. czerwca jest to ok. 500 h, z tego 216 h, to godziny w czasie których Słońce jest zakryte przez chmury i do powierzchni Ziemi dociera wyłącznie promieniowanie rozproszone nieba. Następnie zaznaczono maksymalną liczbę godzin ze Słońcem (283 h ), średnią (231 h) i minimalną (175 h). W skali roku usłonecznienie, tzn. przedział czasu w którym do powierzchni Ziemi dochodzi bezpośrednie promieniowanie słoneczne powyżej przyjętego progu 120 W m-2 obejmuje 15 do 21% wszystkich godzin roku.

Rys. 3 Przebieg roczny usłonecznienia w Warszawie w latach 1961 - 1990

Oprócz długości dnia i usłonecznienia na wielkość natężenia bezpośredniego promieniowania słonecznego wpływa też wysokość Słońca, przezroczystość atmosfery i zachmurzenie.
W tabl. 1 podano dla Warszawy wszystkie te czynniki dla 15-go dnia każdego miesiąca. Zostaną one szczegółowo omówione przy charakteryzowaniu przebiegu dobowego promieniowania słonecznego.

Tabela 1 Czynniki astronomiczne dla 15-go dnia każdego miesiąca oraz ocena stanu atmosfery w okresie 1961 - 1990 w Warszawie

3.2 Tendencje zmian usłonecznienia

Rekordowym pod względem usłonecznienia w ostatnim stuleciu był w Polsce rok 1921, kiedy to w Kołobrzegu zanotowano 2169 h, w Bydgoszczy 2100 h, a we Wrocławiu 2237 h. Najwyższą sumę miesięczną zanotowano na Helu w lipcu 1994 r (435 h). Wówczas w Warszawie padł też rekord stulecia (381 h).

Zmienność sum rocznych usłonecznienia w Warszawie w okresie 1903 - 1998 przedstawia rys. 4.

Rys. 4 Usłonecznienie w Warszawie w okresie 1903 - 1998 

Aby zachować ciągłość serii przerwę w rejestracji usłonecznienia w okresie II wojny światowej uzupełniono na podstawie innych stacji meteorologicznych i dostępnych obserwacji meteorologicznych prowadzonych w tym okresie w Warszawie. Sumy roczne usłonecznienia
w Warszawie wahają się od 1241 h w 1903 r do 1898 h w 1921 r. średnio 1600h. Obliczony dla Warszawy współczynnik trendu jest ujemny i wynosi - 52 min/rok. Wygładzona krzywa przebiegu za pomocą 10 - letnich konsekutywnych wskazuje, że okres 1903 - 1998 można podzielić na przedziały : 1903 - 1944, kiedy to sumy roczne usłonecznienia były wyższe od średniej wieloletniej, następnie okres 1945 - 1990, kiedy były niższe od niej i rozpoczęcie kolejnego okresu 1991 - ?, kiedy należy przypuszczać, że będą znów kształtowały się powyżej średniej wieloletniej.

4. Ocena warunków solarnych Polski

4.1 Przebieg dobowy składników bilansu radiacyjnego

Typowe dobowe przebiegi bilansu radiacyjnego i wartości jego składowych przedstawiono na rys. 5 dla bezchmurnego dnia letniego i zimowego w środkowej części Polski (Sulejów j =510 21 N, l = 19 0 52 E, h npm. = 188 m).

Rys. 5 Przebieg dobowy składników bilansu radiacyjnego w dniu bezchmurnym w Sulejowie

 

W nocy występuje strata promieniowania, ponieważ promieniowanie słoneczne nie uzupełnia ubytku promieniowania długofalowego. Straty te zależą od temperatury i zdolności emisyjnej powierzchni czynnej. Na stacjach meteorologicznych powierzchnię czynną stanowi trawnik z ewentualną pokrywą śnieżną w okresie zimowym.

Od wschodu Słońca do jego kulminacji obserwujemy wzrost krótkofalowych składników bilansu radiacyjnego, a następnie powolny ich spadek aż do zachodu Słońca. Na omawianym rysunku wyraźnie zaznacza się wpływ długości dnia i wysokości Słońca nad horyzontem na obserwowane wartości. W styczniu długość dnia nie przekracza 8 h, a w czerwcu dochodzi do 16.5 h, natomiast wysokość Słońca 29 stycznia osiągnęła 20.4 0 , podczas gdy 6 czerwca przekroczyła podczas kulminacji 610 nad horyzontem.

Pomimo zbliżonych w południe wartości bezpośredniego promieniowania Słońca dochodzące- go do powierzchni prostopadłej do kierunku padania promieni słonecznych (844 Wm-2 - 6. VI i 811 Wm-2 - 29.I) powierzchnia horyzontalna otrzymała w tym czasie 280 Wm-2 w styczniu i 740 Wm-2 w czerwcu.

Suma dzienna promieniowania całkowitego była ponad 4 razy wyższa 6 czerwca (30 MJ m-2) od tej z 29 stycznia (7 MJ m-2). Udział promieniowania rozproszonego w promieniowaniu całkowitym stanowił 20% - 6.VI i 27% - 29.I.96 r.

Albedo dla powierzchni trawnika wyniosło 24% 6. czerwca, a 56% 29 stycznia z uwagi na zalegającą wówczas pokrywę śnieżną. Pełny bilans radiacyjny dla 6 czerwca był dodatni i osiągnął 14 MJm-2, natomiast 29 stycznia tylko w ciągu 5 godzin był dodatni, a suma dobowa była ujemna (1.2 MJm-2).

W dalszej części niniejszego opracowania pominiemy składniki bilansu radiacyjnego przynoszące straty w postaci promieniowania długofalowego, ponieważ w zastosowaniach heliotechnicznych można wykorzystać materiały umożliwiające przenikanie energii promieniowania krótkofalowego, ale ograniczające ucieczkę lub ją uniemożliwiające promieniowania długofalowego.

Jak na to wskazują wartości bezpośredniego promieniowania słonecznego uzyskane w momencie kulminacji Słońca na powierzchnię prostopadłą (811 Wm-2 - 29.I i 844 Wm-2 - 6.VI) można pozyskać znaczną ilość energii słonecznej w dniach o najsłabszym promieniowaniu słonecznym zanotowanym na płaszczyźnie poziomej przez odpowiednie ustawienie powierzchni odbiorczej (kąt nachylenia i kierunek).

Rys. 6 Przebieg roczny promieniowania całkowitego

Promieniowanie całkowite jest tą pozycją bilansu radiacyjnego, która obejmuje całą energię słoneczną dochodzącą do powierzchni Ziemi w zakresie promieniowania krótkofalowego. Dla heliotechniki jest to napromieniowanie słoneczne na płaską, poziomą powierzchnię dochodzące z całej półkuli niebieskiej. Jak to już powiedziano, składa się ono z promieniowania bezpośredniego i promieniowania rozproszonego. W przypadku, gdy nad punktem pomiarowym Słońce jest zasłonięte przez chmury, wówczas wartość promieniowania bezpośredniego wynosi zero, a dociera do receptora jedynie promieniowanie rozproszone.

Dla charakterystyki przebiegu rocznego promieniowania całkowitego wykorzystano dane dla Warszawy z okresu 1961 -1990 (rys. 7 ).

Rys. 7 Przebieg roczny średnich i ekstremalnych sum miesięcznych

 

Ze względu na długość serii pomiarowej (30 - letni okres klimatologiczny) i położenie geograficzne Warszawy, dane te mogą być wykorzystane dla charakterystyki obszaru Środkowej Polski. Na rysunku tym przedstawiono przebieg roczny średnich i ekstremalnych sum miesięcznych promieniowania całkowitego, zaznaczono też przebieg promieniowania słonecznego na górnej granicy atmosfery. Przebiegi wszystkich krzywych na tym rysunku, typowe są dla prze- biegów promieniowania tej strefy szerokości geograficznych.

Najniższe sumy miesięczne występują w grudniu, później rosną do miesięcy letnich i następnie stopniowo maleją aż do grudnia. Sumy miesięczne w grudniu wahają się od 43 do 104, ze średnią 62 MJm-2, co stanowi 1.3% sumy rocznej. Stopniowo rosnąc osiągają najwyższe wartości w czerwcu i lipcu. Najwyższą średnią miesięczną zanotowano w czerwcu (560 MJm-2), zaś największą amplitudę ekstremalnych wartości od 395 do 686 MJm-2 w lipcu. Udział średniej sumy miesięcznej czerwca w sumie rocznej wynosi ok. 16%. Okres od maja do sierpnia skupia ok. 58% sumy rocznej promieniowania całkowitego, podczas gdy od listopada do lutego tylko 8% tej sumy.

Rozważając przebieg roczny sum miesięcznych promieniowania całkowitego w stosunku do tych sum na górnej granicy atmosfery można zauważyć, że w grudniu do powierzchni Ziemi dochodzi w rejonie Warszawy ok. 21% promieniowania poza atmosferycznego, a od maja do sierpnia po ok. 44% w każdym miesiącu. Najwyższą sumę miesięczną w okresie 1961 -1990, dochodzącą do 57% promieniowania poza atmosferycznego zanotowano w sierpniu 1973 r.

W ciągu roku do podłoża w Warszawie dociera 3477 MJm-2 energii słonecznej w postaci promieniowania całkowitego, obejmującego po połowie bezpośrednie promieniowanie Słońca i rozproszone nieba. Udział promieniowania rozproszonego w przebiegu rocznym stanowi od 47 do 48 w miesiącach od maja do sierpnia (gdy przeważa promieniowanie bezpośrednie) do ponad 70% w grudniu i styczniu.

Sumy roczne promieniowania całkowitego w Warszawie wahają się od 3161 MJm-2 w 1980 roku do 4013 w 1994 roku.

4.2 Próba regionalizacji i porównanie warunków solarnych krajów sąsiednich

Położenie geograficzne Polski z grzbietami górskimi na południu i Morzem Bałtyckim na północy oraz napływ często zmieniających się mas powietrza, to warunki wpływające na charakter zachmurzenia, które w konsekwencji silnie oddziałuje na przestrzenny rozkład promieniowania całkowitego w Polsce.

Określenie przydatności poszczególnych regionów Polski dla potrzeb energetyki słonecznej oparto na takich kryteriach jak: liczba godzin ze słońcem, sumy miesięczne i roczne promieniowania całkowitego, przezroczystość atmosfery (w tym wpływy antropogeniczne), albedo podłoża, długość i czas wystąpienia nieprzerwanych okresów dopływu bezpośredniego promieniowania Słońca oraz ocena warunków lokalnych.

Wydzielono 11 regionów, które uszeregowano według przydatności dla energetyki słonecznej (rys. 8 ) :

Rys. 8 Regiony helioenergetyczne Polski

I Nadmorski

II Pomorski

III Mazursko - Siedlecki

IV Suwalski

V Wielkopolski

VI Warszawski

VII Podlasko - Lubelski

VIII Śląsko - Mazowiecki

IX Świętokrzysko-Sandomierski

X Górno Śląski

XI Podgórski

Zdecydowanie najkorzystniejsze warunki solarne obserwujemy w pasie nadmorskim, gdzie
od kwietnia do września występują najwyższe sumy promieniowania całkowitego i najwięcej godzin usłonecznienia.

Skupienie w tym okresie ponad 70% średniej sumy rocznej promieniowania całkowitego, która np. w Kołobrzegu przekracza 3800 MJm-2 (1056 KWh m-2) świadczy o uprzywilejowaniu tego regionu.

Wyróżniającym się też regionem jest Podlasko - Lubelski ze względu na częsty napływ suchych mas powietrza z nad Ukrainy. Najmniej korzystne warunki obserwujemy w regionach Podgórskim, Suwalskim, Warszawskim i Górnośląskim.

W regionach Górnośląskim i Warszawskim na ich przydatność rzutują zanieczyszczenia powietrza pochodzenia przemysłowego, natomiast w regionie Podgórskim wpływa zachmurzenie typu orograficznego, szczególnie uwidaczniające się w czerwcu znacznie ograniczając wówczas dopływ bezpośredniego promieniowania Słońca. W regionie tym ze względu na duże zróżnicowanie wysokości npm zauważa się korzystniejsze warunki solarne na szczytach górskich, szczególnie tych powyżej 1000 m npm.

Porównanie warunków solarnych Polski z innymi krajami europejskimi przedstawiono w tabl. 2

Tabela. 2 Sumy roczne promieniowania całkowitego i usłonecznienia w wybranych miejscowościach

Miasto Położenie geograficzne Promieniowanie całkowite Usłonecznienie
  j0 N l0 E H npm. [MJ m-2 rok] [h]
Helsinki
St. Petersburg
Sztokholm
Kowno
Gdynia
Kołobrzeg
Suwałki
Mikołajki
Hamburg
Poczdam
Warszawa
Londyn
Kijów
Zakopane
Paryż
Wiedeń
Budapeszt
Rzym
60 0 19'
59 0 18'
59 0 21'
54 0 53'
54 0 31'
54 0 11'
54 0 06'
53 0 47'
53 0 39'
52 0 23'
52 0 16'
51 0 31'
50 0 24'
49 0 18'
48 0 49'
48 0 15'
47 0 26'
24 0 58'
30 0 18'
18 0 04'
23 0 53'
18 0 33'
15 0 35'
22 0 57'
21 0 35'
10 0 07'
13 0 06'
20 0 59'
0 0 07'
30 0 27'
19 0 57'
2 0 30'
16 0 22'
19 0 11'
48
72
30
73
22
16
193
127
49
110
130
77
121
857
50
202
130
131
3495
3369
3479
3744
3667
3830
3525
3636
3421
3643
3477
3402
4230
3556
4068
3881
4320
4968
1740
1700
1700
1700
1624
1618
1577
1598
1533
1677
1600
1530
1877
1464
1658
1716
1830
2445

W takich krajach jak Szwecja, Niemcy, Francja pracują już urządzenia wykorzystujące energię słoneczną i dlatego można stwierdzić porównując sumy roczne promieniowania całkowitego i usłonecznienia, że warunki solarne Polski pozwalają na wykorzystanie ich do celów użytkowych.

5. Możliwości wykorzystania informacji aktynometrycznej

Gromadzone przez służbę aktynometryczną Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej dane pomiarowe i przetworzone na ich podstawie informacje aktynometryczne znajdują wielorakie zastosowanie w wielu dziedzinach gospodarki narodowej i dla celów naukowych. Dane te mogą być wykorzystane :

1. Do obliczeń bilansu cieplnego powierzchni czynnej w tym:

  • danych o bilansie radiacyjnym i jego składnikach 
  • do obliczeń parowania z różnych powierzchni czynnych
  • do oceny wilgotności gleby
  • do określenia temperatury powierzchni czynnej

2. Dla projektowania inwestycji i w budownictwie:

  • przy obliczeniach reżimu cieplnego budynków
  • przy obliczeniach deficytu ciepła
  • do obliczeń temperatury ścian zewnętrznych i innych konstrukcji osłaniających
  • do obliczeń mocy systemów ogrzewczych i klimatyzacji
  • przy obliczeniach promieniowania słonecznego dopływającego do powierzchni wewnętrznych i czasu ich nasłonecznienia
  • przy obliczeniach oświetlenia naturalnego
  • przy projektowaniu obiektów heliotechnicznych i heliotermicznych (Słońce jako źródło energii)
  • konwersja fototermiczna
  • konwersja fotowoltaiczna
  • konwersja fotochemiczna

3. W planowaniu bieżącym i perspektywicznym:

  • do rozchodu paliw
  • czasu trwania okresu ogrzewczego
  • surowość okresu ogrzewczego
  • do planowania rozchodów energii elektrycznej

4. W codziennej działalności organów gospodarki narodowej

  • w naukowej i praktycznej działalności różnych organów gospodarki rolnej
  • do oceny bilansu cieplnego pól rolnych
  • do obliczeń parowania z pokrywy roślinnej, deficytów parowania, transpiracji i określenia potrzeb wodnych
  • do określenia produktywności fotosyntezy i urodzaju kultur rolnych
  • do planowania rozchodu wody (osuszanie, nawadnianie) i norm potrzeb wodnych
  • do obliczania temperatur powierzchniowych (max) np. dróg asfaltowych, nagrzewania się przewodów, tajania śniegu, gołoledzi itp.
  • do obliczania temperatur optymalnych dla higieny przechowywania żywności i jej transportu
  • wpływu spektrum słonecznego na degradację materiałów (starzenie się tworzyw sztucznych)

5. Do oceny warunków bytowych człowieka i zwierząt:

  • do określania wpływu promieniowania słonecznego na stan cieplny i warunki działalności życiowej człowieka
  • do określania wpływu promieniowania słonecznego na stan cieplny zwierząt

6. W zakresie lecznictwa i profilaktyki

7. W systemie służby hydrologiczno - meteorologicznej:

  • do polepszenia jakości danych o zachmurzeniu i stanie pogody
  • do oceny zmętnienia atmosfery (suchej i czystej, zawartości wilgoci i aerozolu) i ogólnego tła zanieczyszczenia atmosfery
  • do opracowania prognoz meteorologicznych i hydrologicznych
  • w ekspertyzach klimatologicznych
  • do racjonalizacji sieci aktynometrycznej

Artykuł ten pochodzi ze "starego" serwisu ekologika.com i został po raz pierwszy opublikowany w 2001 r. W związku ze zmianą oprogramowania artykuł ten publikujemy ponownie. Jednocześnie informujemy, że jego poprzednia wersja *.html jest dostępna w archiwum.

Powyższy tekst został pierwotnie wygłoszony w ramach konferencji zorganizowanej przez Netmark Dom Ekologiczny. w 1998 roku.