_Hinrichs_Kleinback

Cap. 5 Energia Solar: Características e Aquecimento 113
A insolação recebida em um determinado local da superfície terrestre pode variar entre
0 e 1.050 W/m 2 (330 Btu/pé 2 /h), dependendo da latitude, da estação, do horário do dia e
do grau de nuvens presentes. Os dois primeiros fatores são resultantes da geometria da órbita
da Terra ao redor do Sol. A órbita da Terra ao redor do Sol é quase circular, mas o eixo
em torno do qual a Terra gira ao redor de si mesma é inclinado 23,5° em relação a este plano
de movimento (Figura 5.4). Conseqüentemente, o Pólo Norte está inclinado em direção ao
Sol durante o verão do Hemisfério Norte e na direção oposta durante o inverno. Desta
forma, o Hemisfério Norte fica exposto a um maior número de horas de sol durante o verão
(chegando a um máximo em 22 de junho, o solstício de verão) e a quantidade de radiação
solar que atinge uma superfície horizontal é maior. No inverno, a insolação é dispersa sobre
uma área horizontal maior devido ao ângulo de inclinação e os raios solares devem atravessar
uma maior profundidade da atmosfera; assim, menos radiação atinge a Terra por causa
da absorção e da dispersão pela atmosfera. Estes dois efeitos estão exibidos na Figura 5.5 no
gráfico da insolação em um dia claro sobre uma superfície horizontal na latitude 40°N em
função do horário do dia para três meses diferentes. Infelizmente, a insolação tem seu
menor valor no inverno, exatamente quanto a demanda por calor é maior.
Tabela 5.2
COEFICIENTES DE CONVERSÃO PARA INSOLAÇÃO
1 Btu/pé 2 /hora = 3,16 W/m 2
1.000 W/m 2 = 317 Btu/pé 2 /hora
1 Langley = 1 cal/cm 2 = 3,69 Btu/pé 2
1 Btu/pé 2 = 11,35 kJ/m 2
Constante solar:*
1.354 W/m 2
429 Btu/pé 2 /h
1,94 Langleys/min
4.870 kJ/m 2 /hora
1,52 HP/jarda
•Radiação solar incidente sobre o topo da atmosfera terrestre por unidade perpendicular aos
raios solares. Aproximadamente 50% desta insolação atinge a superfície da Terra.
FIGURA 5.4
Movimento da Terra
ao redor do Sol,
mostrando as
estações do ano e a
inclinação do eixo da
Terra.