La insolación directa es la insolación medida en un lugar determinado de la Tierra con un elemento de superficie perpendicular a los rayos del Sol , excluida la insolación difusa (la radiación solar que es dispersada o reflejada por los componentes atmosféricos en el cielo ). La insolación directa es igual a la irradiancia solar sobre la atmósfera menos las pérdidas atmosféricas debidas a la absorción y la dispersión. Si bien la irradiancia solar sobre la atmósfera varía con la distancia Tierra-Sol y los ciclos solares , las pérdidas dependen de la hora del día (la longitud del recorrido de la luz a través de la atmósfera dependiendo del ángulo de elevación solar ), la cobertura de nubes , la humedad y otras impurezas. .
Una fórmula sencilla da el nivel aproximado de insolación directa cuando no hay nubes: [1]
donde AM es la masa de aire dada por
siendo θ el ángulo cenital (90° menos la altitud ) del sol.
Para el sol en el cenit , esto da 947 W/m 2 . Sin embargo, otra fuente afirma que la luz solar directa en estas condiciones, con 1367 W/m 2 sobre la atmósfera, es de unos 1050 W/m 2 , y la insolación total de unos 1120 W/m 2 . [2]
A efectos prácticos, se suele utilizar un promedio temporal de la insolación directa a lo largo del año. Este promedio tiene en cuenta la ausencia de luz solar durante la noche, el aumento de la dispersión en las horas de la mañana y de la tarde, los efectos promedio de la nubosidad y el smog , así como las variaciones estacionales de la elevación solar al mediodía.
La insolación directa se mide en (W/m 2 ) o kilovatios-hora por metro cuadrado por día (kW·h/(m 2 ·día)).
En el caso de la energía fotovoltaica, la insolación directa promedio se mide comúnmente en términos de insolación directa máxima como kWh/(kWp·y) (kilovatios hora por año por kilovatio nominal máximo).
Dado que la radiación directa del sol se puede enfocar con espejos y lentes, se puede aplicar a sistemas solares térmicos concentrados (CST). [3] [4] [5] Debido a las nubes y los aerosoles, la insolación directa puede fluctuar a lo largo del día, por lo que pronosticar el recurso disponible es importante en estas aplicaciones [6] [7]
