ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ 1

Верхней границы атмосферы Земли за год достигает поток солнечной энергии в количестве 5,6·1024 Дж. Атмосфера Земли отражает 35% этой энергии, т.е. 1,9·1024 Дж, обратно в космос, а остальная энергия расходуется на нагрев земной поверхности (около 2,4·1024 Дж), испарительно-осадочный цикл (около 1,3·1024 Дж) и образование волн в морях и океанах, воздушных и океанских течений и ветра (около 1,2·1022 Дж). Мощность потока солнечного излучения у верхней границы атмосферы Земли равна 1,78·1017 Вт, а на поверхности Земли 1,2·1017 Вт.

Плотность потока солнечной энергии I0 у верхней границы атмосферы на поверхность, расположенную перпендикулярно направлению солнечных лучей, составляет 1353 Вт/м2 и называется солнечной постоянной, а среднее количество энергии Ео.н., поступающей за 1 ч на 1 м2 этой поверхности, равно 4871 кДж/(ч·м2). Вследствие вращения Земли вокруг Солнца по эллиптической орбите расстояние между ними в течение года изменяется в пределах 150 млн. км ± 1,7%, а часовое количество внеатмосферной солнечной энергии, поступающей на 1 м2 нормальной поверхности, изменяется в течение года менее чем на 7 % - от 4710 до 5036 кДж/(ч·м2).

Годовое количество поступающей на Землю солнечной энергии составляет 1,05·1018 кВт·ч, причем на поверхность суши приходится только 1/5 часть этой энергии, т.е. 2·1017 кВт·ч. К этому добавляются энергия ветра (1,58·1016 кВт·ч в год с мощностью 1,8·1012 кВт) и другие косвенные виды солнечной энергии.

Без ущерба для экологической среды может быть использовано 1,5 % всей падающей на Землю солнечной энергии, т.е. 1,62·1016 кВт·ч в год (что эквивалентно огромному количеству топлива - 2·1012 т условного топлива), при этом мощность потока энергии составляет 1,85·1012 кВт.

Распределение глобального потока солнечной радиации на поверхности земного шара крайне неравномерно. Количество солнечной энергии, поступающей за год на 1 м2 поверхности Земли, изменяется приблизительно от 3000 МДж/м2 на севере до 8000 МДж/м2 в наиболее жарких пустынных местах (рис. 1).