Radiasi Sinar Matahari di luar Atmosfer Bumi

Radiasi sinar matahari di luar atmosfer bumi dihitung dengan menggunakan rapat daya pancaran (H_matahari) di permukaan matahari (5.961 x 10⁷ W/m²), jari-jari matahari (R_matahari), dan jarak antara matahari dan bumi. Hasil perhitungan dari radiasi sinar matahari di atmosfer bumi adalah sekitar 1.36 kW/m². Konstanta geometris yang digunakan di perhitungan radiasi sinar matahari yang mengenai bumi ditunjukkan pada gambar di bawah.

Konstanta-konstanta geometris untuk menghitung radiasi sinar matahari di bumi. Diameter bumi tidak dibutuhkan namun dimasukkan untuk melengkapi.

Rapat daya sebenarnya sedikit berbeda dikarenakan jarak matahari-bumi berubah seiring pergerakan bumi pada orbitnya yang berbentuk elips saat mengelilingi matahari, dan karena daya yang dipancarkan matahari tidak konstan. Variasi daya dikarenakan oleh bentuk elips orbit adalah sekitar 3.4%, dengan radiasi matahari tertinggi di bulan Januari dan radiasi matahari terendah di bulan Juli. Sebuah persamaan 1 yang menjelaskan variasi radiasi tepat di luar atmosfer bumi sepanjang tahun adalah:

$$\frac{H}{H_{constant }}=1+0.033 \cos \left(\frac{360(n-2)}{365}\right)$$

dimana:
H adalah rapat daya pancaran di luar atmosfer bumi (dalam W/m²);
H_constant adalah nilai dari konstanta matahari, 1.353 kW/m²; dan
n adalah hari ke-n dalam setahun.

Variasi-variasi ini biasanya kecil dan untuk aplikasi fotovoltaik, radiasi solar dapat dianggap konstan. Nilai dari konstanta matahari dan spektrumnya data didefiniskan sebagai sebuah nilai standar yang disebut air mass zero (AM0) dan memiliki nilai 1.366 kW/m². Radiasi spektral diberikan di Apendiks.

• 1. G. D. Rai, “Solar Energy Utilisation”, Khanna Publishers, 1980, p. 44.