8.3.1. Indice de clarté

Les performances d’un système solaire doivent être testées à long terme. Par conséquent la connaissance des données relatives à la moyenne mensuelle de rayonnement solaire quotidien ainsi que de l’indice de clarté de la localité est exigée. Ces données sont éventuellement disponibles dans les services nationaux de météorologie ou dans les cartes.

La moyenne mensuelle de l’indice de clarté est définie par

8.3.2. Rayonnement solaire direct sur une surface normale au rayonnement solaire

a. Loi de Beer

Selon la loi de Bouguer-Lamber plus connu sous le nom de loi de Beer (circa 1760), L'atténuation de la lumière à travers un milieu est proportionnelle à la distance parcourue dans le milieu et le flux de rayonnement où k est un coefficient d’atténuation

b. Modèle basé sur le facteur de trouble de Linke

Plusieurs modèles de détermination du rayonnement direct basés sur le facteur de trouble de Link existent dans la littérature. La différence entre ces modèles réside dans l’approche du facteur et/ou dans la formulation du rayonnement solaire direct. Ce facteur sert à caractériser le trouble atmosphérique dû à la vapeur d’eau, à la brume, aux fumées, aux poussières, etc.

L’avantage de ces modèles est que les paramètres atténuant le rayonnement sont donnés en fonction d’un seul indice facile à utiliser. Pour ce modèle le rayonnement solaire direct est donné par :

Où α : hauteur solaire

T_L : coefficient de trouble de Link

T_L=2,5+16β+0,5ln(w)

β est le coefficient d’Angström qui exprime la quantité d’aérosol dans l’atmosphère, w est la hauteur d’eau des précipitations exprimée en cm.

c. Modèle de Yang

Ce modèle a été développé par Yang et al en 2001 pour déterminer le rayonnement direct. Il est déterminé à partir des coefficients d’atténuation de Raleigh, de l’ozone, de l’eau, des aérosols et des gaz. Le rayonnement direct est donné par :

τ _r: : coefficient d’atténuation dû à la diffusion de Rayleigh

τ_g: coefficient de transmission après diffusion par les gaz

τ₀: coefficient d’atténuation après absorption de l’ozone

Lat: latitude du lieu considéré et d: le nombre de jour

τw: coefficient d’atténuation après absorption par la vapeur d’eau

w: hauteur d’eau condensable en mm.

τa: coefficient de transmission après diffusion par les aérosols

e.Estimation du rayonnement solaire horaire à partir du rayonnement journalier

Elle donne de bons résultats pour des journées claires:

 8.3.3. Rayonnement horaire dffus

On peut estimer le rayonnement horaire diffus en calculant le rayonnement global horaire et en utilisant la corrélation suivante:

8.3.4. Rayonnement global

Généralement les capteurs sont inclinés. Il est nécessaire de calculer le rayonnement solaire sur une surface d’orientation quelconque. Cette surface reçoit

-un rayonnement direct .

-un rayonnement diffus provenant de la voûte céleste .

-un rayonnement diffus réfléchi par le sol .

 Figure 16 : Rayonnement direct sur surface horizontale et inclinée