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Calculer le rayonnement solaire global sur un plan horizontal


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Bonjour,

Je n'ai pas reçu de notification, je ne savais pas que la discussion avait repris.
ça dépasse actuellement le niveau de mes compétences mais c'est (très) intéressant. Merci.

 

Dans le fichier, il me semble qu'il y ai un mélange de notation américaine (ou la virgule est employée comme séparateur de "millier") et de notation française.
ça représente quoi les "U"? (comme U vapeur d'eau, colonne AL à AQ)
 

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Il y a 13 heures, SolAmigo a dit :

Bonjour,

Je n'ai pas reçu de notification, je ne savais pas que la discussion avait repris.
ça dépasse actuellement le niveau de mes compétences mais c'est (très) intéressant. Merci.

 

Dans le fichier, il me semble qu'il y ai un mélange de notation américaine (ou la virgule est employée comme séparateur de "millier") et de notation française.
ça représente quoi les "U"? (comme U vapeur d'eau, colonne AL à AQ)
 

 

Attention SolAmigo, pour l'instant je suis le seul avec toi à avoir le fichier que je t'ai envoyé, car à partir de celui que Sirius m'a envoyé (disponible ici) j'ai fais le fichier que je t'ai envoyé comme cela permet de nous montrer l'évolution de l'énergie arrivant au sol suivant telles heures... et non de l'avoir qu'à une seule heure.

 

Dans mon fichier La colonne AL qui est la celule H13 dans le fichier de Sirius représente la quantité de vapeur d'eau que le rayonnement solaire traversera à la vertical => "U VAPEUR D'EAU (H2O) A LA VERTICALE". Car ceci va avoir une influence sur l'énergie qui arrivera au sol.

 

Williams

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Bonjour.

Merci pour ta réponse.
Plus je commence à comprendre et plus je me dis que c'est compliqué.

Concernant la teneur en Ozone, j'ai fouiné et j'ai trouvé ça:
http://planeteviable.org/repartition-ozone-stratostphere/
la teneur en ozone dépendrait de la latitude, du mois de l'année (puisque le rayonnement solaire influe sur son taux de renouvellement/destruction, si j'ai bien compris). Et sûrement de l'année étant donné, qu'a une certaine époque, il parait qu'on l'aurais un peu trouée notre couche d'ozone et ensuite il semblerait que les choses se soient améliorée.
Les données de ce site étant de 2003, pas sur qu'elle soient encore d'actualité
Pour les calculs, vous êtes partis sur une hypothèse de composition de 0.25(quoi? ppm?) d'O3 dans l’atmosphère. Pourriez-vous m'expliquer ce choix?

Concernant le taux humidité relative, nécessaire pour les calculs, je ne comprend pas pourquoi, mais il semblerait que cela soit une donnée difficile à trouver. J'ai fouiné sur internet, résultat (très) décevant. J'ai même ouvert une discussion sur le forum, mais l'humidité relative semble être peu diffusée par les stations météo
Comment trouver des approximations de HR en fonction des lieux?
entre le désert le plus sec et un climat tropical hyper humide, on varie entre quelles extrêmes?
entre le jour ou le soleil a bien réchauffé l'air et la nuit fraîche, au cours d'une même journée comment varie l'humidité?
(de plus, ça revient à dire l'humidité relative dépend de la température donc de l'insolation et l'insolation dépend de l'humidité... des équation complexes!)
 

Peut être inutile pour vous qui semblez maîtriser le sujet, mais j'ai trouvé ça intéressant:
http://culturesciences.chimie.ens.fr/content/chimie-atmospherique-labsorption-des-uv-par-lozone-1208
http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/bilan-radiatif-terre2.xml

Désolé, je ne connais rien ou presque à la météorologie, alors je me pose beaucoup de questions...

Modifié par SolAmigo
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Bonjour

La quantité d'ozone est exprimée en cm-atm.

Si tu ramenais tout l'ozone d'une colonne verticale à la surface, son épaisseur serait de 0,25 cm pour l'exemple que tu as choisi.

 

La quantité d'ozone varie suivant la latitude et la saison, la variation est lente sauf cas extrêmes., en outre l'absorption par l'ozone n'est pas très forte au total et donc, ces variations ne sont pas essentielles. Il y a des causes d'erreur bien plus importantes. Tu peux donc utiliser des valeurs climatiques 

 

Pour l'humidité : les stations météo diffusent nécessairement une information sur la quantité de vapeur d'eau. regarde un peu, ça peut être la température du point de rosée (dew point)

Mais c 'est l'humidité en surface  alors que ce qu'il te faut c'est le contenu total en vapeur d'eau de toute l'atmosphère. sans radio sondage ou données  satellite, tu ne peux que faire des approximations très grossières sur la manière dont ça varie avec l'altitude.

C'est ce que j'ai fait pour williams: j'ai supposé que le rapport de mélange de la vapeur d'eau variait avec la pression comme( p/ps) ^3

 

 

 

Modifié par sirius
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Bonjour et merci pour ta réponse.

hou! Effectivement, c'est vraiment faible la teneur en ozone dans l’atmosphère. (si faible et si vital)
Je ne vais pas compliquer plus, ça l'est déjà assez pour moi. J'apprends beaucoup.

Si je comprend bien, en utilisant tes formules, avec l'humidité relative au sol, on peut déjà avoir une approximation indicative de ce qui se passe.
Oui, je crois que j'ai déjà vu la température du point de rosée sur certaines stations météo, mais je ne sais pas comment passer de l'un à l'autre.
Un de mes souhaits serait d'avoir un moyen de comparaison entre certains sites solaires réputés (Font Romeu, Alméria ...) et d'autres endroits, soit sous des latitudes tempérées soit sous des latitudes tropicales. (une intuition personnelle étant que le solaire par concentration -utilisant le rayonnement solaire direct- devrait fonctionner en Guadeloupe, par exemple. Une personne plus calée que moi dans le métier (des énergies renouvelables) m'ayant affirmé que cela ne pouvait pas fonctionner sous ses latitudes à cause de l'humidité, pourtant quand ça tape là bas, c'est "pire" que l'Espagne... Donc j'aimerais bien vérifier ça avec des éléments techniques)

 

Concernant Rayleigh, je ne comprends pas ce que représente le coefficient de 0.08, je croyais que épaississeur de Rayleigh dépendait de la hauteur du soleil dans le ciel, cela ne semble pas être le cas dans tes calculs. Pourrais-tu m'expliquer?

Concernant les aérosols, si j'ai bien compris, tu calcules le facteur de trouble de Linke (ou quelque-chose d'équivalent?), en utilisant un coefficient de 0.05 qui correspond à des sites faiblement pollués comme des région rurales. Par contre, je ne comprends pas bien ce qu'est l’asymétrie, aurais-tu quelques explications à ce sujet?

Concernant les cellules H4 à M9 que Williams a nommé "coefficients des polynômes qui permettent de calculer la transmission des gaz", classés en 8 lignes 2 colonnes, comme (sur Wikipédia) il y a 8 raies bandes d’absorption, je suppose que ce n'est pas une coïncidence. L'un des chiffres défini la largeur de la raies bande d’absorption et l'autre "l'intensité de l’absorption", c'est bien ça? Pourrais-tu me donner la correspondance entre les coefficients et les longueurs d'ondes concernées ? Avec un peu de soin et de travail, j’aurais des éléments de comparaison entre le rayonnement solaire et les réponses spectrales de différents types de capteurs solaires (thermiques, silicium cristallin ou amorphe), ça serait super.

Modifié par SolAmigo
orthographe...
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Ouh là! Beaucoup de questions qui nécessiteraient un minimum de formation de base avant même que d'y répondre.

Pour le point de rosée, je pense qu'il y a toutes les explications nécessaires sur ce site ci. Fais donc une recherche sinon, utilise donc ton moteur de recherche préféré.

 

On t'a raconté des bêtises: la vapeur d'eau absorbe en effet mais il reste largement de quoi fournir de l'énergie.

Par contre, les nuages ont un effet beaucoup plus important et pour ce qui est du flux direct c'est radical: sauf avec des cirrus, il n'y a plus de flux direct mais uniquement du flux diffus.

C'est peut être ça qu'ont voulu te dire tes interlocuteurs.

 

rayleigh, c'est la diffusion moléculaire. L'épaisseur optique se mesure à la verticale et pour obtenir l'atténuation on divise par le cosinus de l'angle solaire. C'est pourquoi le soleil est rouge seulement au coucher du soleil. Dans mes calculs, c'est divisé par ce cosinus qq part. C'est annoté, si je me souviens bien.

Pour les aérosols, il s'agit aussi d'une épaisseur optique . L'asymétie est la probabilité que la diffusion se fasse davantage vers l'avant 

Aucun rapport avec wikipedia , c'est une coincidence.

Les coefficients correspondent à une approximation de la manière dont l'absorption varie: pour ça, j'ai calculé l'absorption à haute résolution spectral pour des tas de valeurs de la quantité d'eau, multiplié par le spectre solaire et j'ai obtenu un  ensemble de valeurs que j'ai approximé par un rapport de polynomes . Il s'agit donc de l'absorption moyenne sur tout le spectre solaire et il n'y a plus aucune correspondance avec la longueur d'onde. Ca permet de ne plus faire les calculs qu'en un seul passage  ou quelques uns si on veut raffiner.

Si tu veux aller au delà et connaître la variation spectrale de l'absorption , alors, il te faut frotter 

soit aux bases de données spectroscopiques  genre HITRAN et GEISA et utiliser des codes de calcul raie par raie

soit rechercher les programmes tels que MODTRAN ou LOWTRAN  . On les trouve sur le net

 

Pour simplifier: avec la quantité de vapeur d'eau que tu dois trouver dans ces régions, i'absorption est sans doute forte dans le proche Infra Rouge. L'absorption par la vapeur d'eau commence vers 0,7 µm. Pour les longueurs d'onde plus courtes, il n'y a que l'ozone et l'oxygène qui absorbent.

 

Modifié par sirius
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Il y a 4 heures, SolAmigo a dit :

Si je comprend bien, en utilisant tes formules, avec l'humidité relative au sol, on peut déjà avoir une approximation indicative de ce qui se passe.
Oui, je crois que j'ai déjà vu la température du point de rosée sur certaines stations météo, mais je ne sais pas comment passer de l'un à l'autre.
 

 

Pour la température du point de rosée tu as déjà le calcul dans la première page du fichier excel que je t'ai envoyé à la cellule G21 en se basant à la température et au taux d'humidité relevé par la station météo.

 

Williams

Modifié par williams
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Bonjour/Bonsoir,

Effectivement, j'ai un peu l'impression d'avoir "oublié" les quelques bases que j'avais. Je réalise l'énormité de mon erreur. En solaire, généralement, on utilise soit des méthodes empiriques sur des cartes, soit des méthodes plus précises avec des programmes bourrés de fichiers météorologiques. Effectivement, il est possible de modéliser "une journée sans nuage" ou "une journée nuageuse" d'un point X sur terre, ce qui pourrait m’être utile, mais j'ai été bien naïf de croire qu'il était possible de modéliser une "journée typique" d'une "année typique" par des méthodes de calculs relativement simples, pour réaliser des estimation de production, avec une précision qui serait comparables à l'utilisation de fichiers météo résultants de 30 ans de mesures sur le terrain.
Je n'abandonne pas le projet* mais je vais revoir la méthode.

Je regrette aussi qu'on nous en apprenne si peu sur la météorologie.
C'est en cherchant à approfondir que je me rend compte de mon ignorance et de l'importance de l'astronomie et de la météo.

Venant d'un spécialiste du photovoltaïque, on peut effectivement supposer qu'il connaisse les ratios rayonnement global / diffus, mais peut être pas forcément les justifications précises. Je crois que le nombre de jours sans nuage est une information qui est diffusée par (au moins) certaines stations météo, cela pourrait donner un indice supplémentaire de comparaison.

Le spectre m’intéressait surtout si c'était un "bonus" facile à obtenir, mais en général on s'en passe très bien.

Modifié par SolAmigo
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