Énergie solaire photovoltaïque
Semaine 9 : Modélisation du ciel

Le rayonnement étudié aux pages précédantes concerne uniquement les rayons émis par le Soleil. En fait, l'atmosphère aussi est une source de rayonnement thermique.

Que l'atmosphère puisse rayonner est logique, car on sait que tous les corps capables d'absorber une radiation sont aussi capable d'émettre cette même radiation sous l'effet de la température. Or, les gaz à effet de serre, comme la vapeur d'eau et le CO₂, sont capables d'absorber les rayons infrarouges thermiques. Il est donc normal qu'ils deviennent des émetteurs pour ces mêmes infrarouges.

Le rayonnement émis par l'atmosphère a une longueur d'onde trop grande pour être exploité dans les modules photovoltaïques. Par contre, il doit être pris en compte lorsqu'il s'agit

• d'évaluer l'échauffement des modules photovoltaïques,
• d'étudier des modules thermiques,
• d'utiliser des mesures de rayonnement faites par des appareils sensibles aussi au rayonnement thermique

Sauf dans le cas d'un air très sec, on montre que le rayonnement atmosphérique qui parvient au sol provient essentiellement des couches basses de l'atmosphère (environ 600 m).

Par temps clair, plus l'air est sec et plus ce rayonnement provient de couches élevées. Or, la température de l'air diminue rapidement avec l'altitude (sauf quand il se produit un "phénomène d'inversion"), et le rayonnement thermique varie comme la quatriè puissance de la température. Donc, plus l'air est sec et moins on recevra au sol de rayonnement infrarouge atmosphérique.Compte tenu de ces constatations, on peut estimer le rayonnement atmophérique comme une fonction de la température de l'air et de son humidité. Voir la référence :

Par temps couvert, au contraire, le bas de la couverture nuageuse limite l'altitude à laquelle le rayonnement atmosphérique qui atteint le sol peut avoir été émis. L'irradiation thermique est donc importante lorsque la couverture nuageuse est basse.

Dernière mise à jour le 02-04-2007