Promieniowanie słoneczne na obszarze Polski.

Dzięki stałej reakcji syntezy czterech jąder wodoru w jądro helu Jaka zachodzi na Słońcu, wydziela się ogromna ilość energii, która z energii promieniowania przekształca się w promieniowanie o długościach fali od 0,19 do 24 μm, przy czym 99,5% całej energii przypada na fale długości od 0,22 do 5 μm.

Bardzo niewielka część przypada na nadfiolet, ponad 50% na promieniowanie widzialne (od 0,35 do 0,75 μm) i 30% na podczerwień. Z ogromnego ładunku promieniowania słonecznego, na skutek odległości Ziemi od Słońca, do granic atmosfery dociera promieniowanie o natężeniu równym zaledwie 1354 W/m2. Wartość ta, nazwana stałą słoneczną, jest niezależna od położenia Ziemi względem Słońca.

W atmosferze ziemskiej, grubości 25 km, promieniowanie słoneczne jest częściowo osłabiane i rozpraszane przez ozon, parę wodną, powietrze oraz zawarte w nim zanieczyszczenia. Promieniowanie całkowite, które dociera do danego punktu na Ziemi, jest więc sumą promieniowania bezpośredniego i rozproszonego, które z kolei uzależnione są od czynników miejscowych, takich jak:

—    szerokość geograficzna,

—    klimat lokalny,

—    zanieczyszczenie atmosfery.

Czas nasłonecznienia, a więc suma energii promieniowania słonecznego jaką dysponujemy, uzależniony jest od położenia geograficznego i pory roku. Tak więc, roczna suma energii całkowitego promieniowania słonecznego dla obszarów o najkorzystniejszym położeniu wynosi ~2560 kWh/m2, dla Polski zaś zawiera sią w granicach od 950 do 1250 kWh/m2.

Jeżeli średnio 1000 kWh/m2 pomnożymy przez 100 m2 domku jednorodzinnego to okaże się, że ładunek energii słonecznej równy 100 000 kWh rocznie, jaki otrzymuje powierzchnia 100 m2, jest wystarczający, by pokryć jego potrzeby energetyczne.

Problem polega jedynie na tym, aby odzyskać całą energię, by ją mieć do dyspozycji zawsze i w dostatecznej ilości. Zależy to od sprawności i jakości zainstalowanych urządzeń.

W związku z tym, iż Polska położona jest w strefie klimatu umiarkowanego między 49 a 54,5° szerokości geograficznej północnej, natężenie promieniowania, kąt padania promieni słonecznych i liczba godzin słonecznych (usłonecznienie) są różne w różnych porach roku.

Opierając się na długoletnich pomiarach parametrów promieniowania słonecznego prowadzonych od 1961 r. przez IMiGW, można podać uśrednione dane o promieniowaniu dla wybranych obszarów w Polsce.

Średnie miesięczne i roczne sumy całkowitego promieniowania w Polsce są bardzo zróżnicowane; największe wartości występują w górach i nad morzem. Można też zauważyć, że udział promieniowania rozproszonego jest dużo większy zimą niż latem.

Jak się okazuje, 80% energii promieniowania słonecznego otrzymujemy w miesiącach wiosenno-letnich, a jedynie 20% w miesiącach jesienno-zimowych.
Prócz natężenia promieniowania ważna jest również liczba godzin słonecznych w roku, czyli tzw. usłonecznienie.

W Polsce najmniejsze usłonecznienie występuje w Katowicach — 1234 h/a, największe zaś w Gdyni — 1671 h/a. Usłonecznienie i kąt padania promieni słonecznych wiążą się z mocą promieniowania słonecznego.

Polska leży w obszarze, gdzie roczne sumy promieniowania są podobne do obszaru północnych i środkowych Niemiec, Beneluksu, Danii, północnej Francji i północnej części USA. Mamy jednak korzystniejsze warunki od Wielkiej Brytanii, Szwecji czy Finlandii, a we wszystkich wyżej wymienionych krajach istnieje już duża liczba realizacji domów „solarnych”, co może być zachętą do podjęcia prac mających na celu szersze wykorzystanie energii słonecznej w Polsce.