Bức xạ của mặt trời (nắng ):

CHƢƠNG I : CƠ SỞ KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG VÀ TRUYỀN NHIỆT

2. TRUYỀN NHIỆT:

2.3. Trao đổi nhiệt bức xạ:

2.3.3 Bức xạ của mặt trời (nắng ):

Khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến Mặt Trời là 149,6 triệu km. Khoảng cách đĩ cùng với sự tự quay đã làm cho Trái Đất nhận đƣợc từ Mặt Trời một lƣợng bức xạ phù hợp, tạo điều kiện cho sự sống trên Trái Đất tồn tại và phát triển.

Phần lớn năng lƣợng mặt trời bị phân tán vào vũ trụ, chỉ một phần rất nhỏ của nĩ đến đƣợc trái đất, nhƣng "lƣợng nhỏ" đĩ cũng đã rất lớn. Cƣờng độ bức xạ mặt trời thay đổi theo vĩ độ, mùa, giờ trong ngày và độ mây che phủ. Cƣờng độ bức xạ cĩ tính chất gần giống với các tia bức xạ phát ra từ vật đen tuyệt đối ở nhiệt độ gần 6000 K.

Trong đĩ, bao gồm các vùng tia cực tím (Ultra-violet), vùng các tia bức xạ nhìn thấy được và vùng các tia hồng ngoại (Infra-red).

Khi đi vào bầu khí quyển, bức xạ mặt trời sẽ bị:

- Tán xạ chủ yếu bởi các phân tử khơng khí, hơi nƣớc, hạt nƣớc, hạt bụi,… Kết quả: cĩ khoảng 6% số tia bức xạ bị dội ngƣợc ra ngồi khơng gian, 20% số tia đến bề mặt trái đất nhƣ các tia khuếch tán.

- Hấp thụ bởi các phân tử ozone (ở độ cao trên 40km, khoảng 3% các tia bức xạ đến từ Mặt trời, chủ yếu trong vùng tia cực tím)

Các tia cực tím <0,29m: bị hấp thụ mạnh.

Các tia cĩ >0,29m: khả năng hấp thụgiảm xuống đáng kể. Khi >0,35m: khơng cịn khả năng hấp thụ.

(Tuy nhiên, ở vùng lân cận bƣớc sĩng 0,6m thì ozone vẫn cịn khả năng hấp thụ một ít).

- Hấp thụ bởi hơi nƣớc (ở độ cao thấp hơn, khoảng 14% các tia bức xạ đến từ Mặt trời, chủ yếu trong vùng lân cận tia hồng ngoại, đặc biệt ở trong vùng lân cận các bƣớc sĩng 1m, 1,4m và 1,8m).

Hình 1.41: Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí quyển của trái đất

Kết quả rất ít các tia bức xạ cĩ bƣớc sĩng lớn hơn 0,23m cĩ thể đến đƣợc bề mặt Trái đất. Phần năng lƣợng bức xạ mặt trời truyền tới bề mặt trái đất trong những ngày quang đãng ở thời điểm cao nhất vào khoảng 1000W/m2.

Mặc dù tồn bộ năng lƣợng chạm đến bầu khí quyển Trái Đất xuất phát từ Mặt Trời là rất lớn, nhƣng nĩ khơng cĩ mức độ tập trung cao. Vì vậy, bất cứ phƣơng tiện nào bắt lấy năng lƣợng Mặt Trời cũng phải chiếm một diện tích tƣơng đối lớn để làm tập trung cĩ hiệu quả phần năng lƣợng cần thiết. Chỉ trong vài thập niên gần đây, lồi ngƣời mới bắt đầu tìm kiếm cơ chế khai thác tiềm năng khổng lồ của năng lƣợng Mặt Trời.

Ngày nay năng lƣợng mặt trời đã đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực từ nhu cầu sinh hoạt cho đến sản xuất nhƣ: sản xuất điện, điều hịa khơng khí, vận tải, cung cấp nƣớc nĩng trong sinh hoạt, cơng nghệ sấy...