العوامل الرئيسية المؤثرة على الإشعاع الشمسي

يُعدّ مصباح الشارع الهجين الذي يعمل بالطاقة الشمسية والرياح نظام إضاءة لتوليد الطاقة، حيث يُولّد الطاقة من مصدرين: توربينات الرياح ومصفوفة الخلايا الشمسية. وتُمثّل مصابيح الشوارع الهجينة هذه مجالًا واعدًا لاستخدام الطاقة المتجددة. يُحسّن هذا النظام بشكلٍ فعّال من مشكلة نقص طاقة الرياح أو انخفاض كفاءة تحويل الطاقة الشمسية، مما يؤدي إلى عدم كفاية الشحن وعدم ضمان إضاءة كافية.

بالمقارنة مع مصابيح الشوارع التقليدية، تستخدم مصابيح الشوارع الهجينة التي تعمل بالطاقة الشمسية والرياح مصادر الطاقة المتجددة من الطبيعة، ولا تُصدر غازات ملوثة في الغلاف الجوي، ما يجعلها أكثر استدامة وصديقة للبيئة. فهي لا تُحقق حماية البيئة فحسب، بل تُجنّب أيضًا تكاليف الكهرباء الباهظة في المستقبل. ولأن كل مصباح منها مستقل، فلا حاجة إلى مدّ الكابلات أو كميات كبيرة من المعدات الكهربائية، ما يُوفر الجهد والمال، ويُجنّب انقطاعات التيار الكهربائي واسعة النطاق الناتجة عن أعطال في أنظمة الإمداد. مع ذلك، يجب الانتباه إلى مستوى الضوضاء الناتج عن توليد الطاقة من الرياح، وإجراء الصيانة الدورية.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على قوة الإشعاع الشمسي هي كما يلي:

1. موقع خط العرض

يعني انخفاض خط العرض أن زاوية ارتفاع الشمس كبيرة عند الظهر، وأن مسافة الإشعاع الشمسي عبر الغلاف الجوي قصيرة، وأن كمية الإشعاع الشمسي التي تصل إلى الأرض تكون أقل عندما يضعفها الغلاف الجوي؛ وإلا فإنها تكون أقل.

2- الأحوال الجوية

في الطقس المشمس، وبسبب قلة كثافة السحب، يكون تأثير الغلاف الجوي على الإشعاع الشمسي ضعيفًا، وبالتالي يصل الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض بقوة. أما في الطقس الممطر، وبسبب كثافة السحب، يكون تأثير الغلاف الجوي على الإشعاع الشمسي قويًا، وبالتالي يصل الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض بقوة. على سبيل المثال، تخضع المنطقة الاستوائية لمنطقة الضغط المنخفض الاستوائي، مما يؤدي إلى هطول أمطار رعدية غزيرة، بينما تخضع المنطقة شبه الاستوائية لمنطقة الضغط المرتفع شبه الاستوائي، ويكون الطقس فيها مشمسًا في الغالب. لذلك، يكون الإشعاع الشمسي في المنطقة الاستوائية أضعف منه في المنطقة شبه الاستوائية.

3، الارتفاع

في المناطق المرتفعة، حيث يكون الهواء رقيقاً، يؤثر الغلاف الجوي سلباً على الإشعاع الشمسي، يصل الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض بقوة؛ وإلا يكون ضعيفاً. على سبيل المثال، تُعد هضبة تشينغهاي-التبت المنطقة ذات أعلى نسبة إشعاع شمسي في بلادنا لهذا السبب.

4. مدة سطوع الشمس

طول ساعات سطوع الشمس يعني قوة الإشعاع الشمسي؛ وقصرها يعني ضعفه. على سبيل المثال، يتميز فصل الصيف في بلدي عمومًا بارتفاع درجات الحرارة بين الشمال والجنوب، ولا يكون الفرق في درجات الحرارة كبيرًا، لأن المناطق الواقعة على خطوط عرض أعلى تتمتع بساعات نهار أطول، مما يعوض فقدان الطاقة الناتج عن انخفاض ارتفاع الشمس.

5، أخرى

(1) شفافية الغلاف الجوي: إذا كان هناك الكثير من الغبار في الهواء، فإن شدة الإشعاع الشمسي ستكون ضعيفة.

التضاريس:

(2) الانحدار: تتعرض المنحدرات المشمسة لمزيد من الإشعاع الشمسي، بينما تتعرض المنحدرات المظللة لإشعاع أقل. قد يتعرض المنحدر المواجه للريح لمزيد من الإشعاع الشمسي بسبب قلة هطول الأمطار، بينما قد يتعرض المنحدر المواجه للريح لإشعاع شمسي أقل بسبب زيادة هطول الأمطار.