Rayonnements direct, diffus et réfléchi
Pour pouvoir dimensionner une installation solaire,il est nécessaire de connaître la quantité d'énergie disponible. Dans un plan donné, l'irradiation incidente, appelée irradiation globale,est la somme de trois composantes (ou deux si le plan est horizontal) :- l'irradiation directe (kWh/m²/j), qui provient directement du soleil. Cette composante est nulle lorsque le soleil est caché par des nuages ou par un obstacle(bâtiment, masque lointain).
- l'irradiation diffuse (kWh/m²/j) qui correspond au rayonnement reçu de la voûte céleste, hormis le rayonnement direct.
- l'irradiation réfléchie (kWh/m²/j) qui correspond au rayonnement renvoyé par le sol et l'environnement. Cette composante est nulle sur un plan horizontal.
- L'irradiation hémisphérique(kWh/m²/j) est l'irradiation globale reçue sur une surface horizontale. Elle se mesure avec un solarimètre ou pyranomètre.
- L'irradiation globale verticale (kWh/m²/j) peut être utilisée pour le calcul des apports passifs sur des parois verticales.
La fraction d'insolation
La fraction d'insolation, égale au rapport de la durée réelle d'insolation sur la durée théorique du jour. Elle est souvent notée sigma.L'irradiance
La puissance maximale atteinte en hiver est équivalente à celle qu'on peut obtenir en été. Dansl'exemple, présenté, un peu plus de 800 W/m² au midi solaire. Aux équinoxes, cette puissance est plus élevée sur un plan incliné d'un angle égal à la latitude du lieu, car l'angle d'incidence au midi solaire est nul et le rayonnement solaire arrive perpendiculairement sur le plan. Ce qui change entre l'été et l'hiver n'est donc pars la puissance maximale, mais la durée du jour.
L'irradiation
C'est l'intégrale de l'irradiance arrivant sur un plan caractérisé par son orientation et son inclinaison.La déclinaison
L'axe de rotation de la terre est incliné par rapport au plan de l'écliptique (plan dans lequel la Terre se déplace autour du soleil) La déclinaison est l'angle entre le plan de l'équateur et la direction terre - soleil. Elle varie entre 23 ° 27 ' au solstice d'été à - 23 ° 27 ' au solstice d'hiver, de manière sinusoïdale.
La hauteur et l'azimut
Pour repérer la position du soleil dansle ciel, on utilise deux angles : La hauteur h : angle entre la direction du soleil et sa projection sur le plan horizontal L’azimut a : angle entre cette projection et la direction du Sud : il est compté positivement vers l'Ouest et négativement vers l'Est .
