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Irradiation solaire



En physique, l'irradiation solaire d'un corps est un flux de rayonnement en provenance du Soleil.

Carte mondiale de l'irradiation solaire globale (annuelle et journalière moyenne).
Carte de l'irradiation solaire en Europe.

Sommaire


Radiation reçue par la Terre

Le calcul et les mesures par satellite montrent que la Terre, qui est située à environ 150 millions de kilomètres du Soleil, reçoit de sa part un rayonnement d'une puissance moyenne de 1 361 W/m2[1]. C'est la puissance reçue par une unité de surface qui serait perpendiculaire aux rayonnements juste au-dessus de l'atmosphère terrestre.

Pour calculer l'énergie totale interceptée par la Terre, on peut considérer que c'est celle qui manque dans l'ombre de la Terre.
Cette ombre, plane, a une surface S égale à π * R2 avec R = 6 368 km, soit S = 127 400 000 km2 = 1,274 × 1014 m2.

La puissance totale reçue par la Terre se calcule par le produit de la puissance moyenne irradiée par la surface totale calculée :
P = 1 361 * 1,274 × 1014 watts = 1,734 × 1017 watts = 173 pétawatts (1015 W).

La puissance moyenne au sol vaut donc 1 361 W/m2 / 4 (cf. la surface d'une sphère), soit 340 W/m2.

L'énergie totale reçue pendant un an, vaut :
E = 365,25 * 24 * 3600 * 1,73 × 1017 joules = 5,47 × 1024 J = 5,47 yottajoules.

Cependant, une part de l'énergie est réfléchie par le système Terre-atmosphère et finalement seuls 70 % environ de l'énergie sont absorbés par la Terre, soit :
Ea= 0,7 * 5,47 × 1024 J = 3,83 × 1024 J = 3,83 yottajoules.
Ea= 1,06 × 1021 Wh = 1 060 milliards de gigawatts-heures.
Ea= 92 × 1012 tep (tonne d'équivalent pétrole) = 92 000 gigatep.

Pour comparaison, la consommation énergétique mondiale est d'environ 8 Gtep en 2006, soit 1/11 500 de l'énergie solaire absorbée en un an, équivalent à l'énergie absorbée par la Terre en 45 minutes.

Carte du rayonnement solaire en France.

Notes et références

  1. (en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, vol. 97, CRC Press/Taylor and Francis, , 2652 p. (ISBN 1498754287), « Solar irradiance at the Earth », p. 2403 (14-18).

Voir aussi

Articles connexes

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Source


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