Auringon insolaatio on mitta siitä, kuinka paljon aurinkoenergiaa saavuttaa pinnan tai säteilyn tietyllä pinnalla ajan mittaan. Kyseinen pinta voi olla mikä tahansa auringonvalolle altistunut, mistä tahansa kohteesta tai paikasta maapallolla pieniin avaruuteen kulkeviin kohteisiin, kuten keinotekoisiin satelliitteihin, koko planeetan pintaan. Maan tietyn alueen aurinkosäteily riippuu sen etäisyydestä päiväntasaajalta, sen sääolosuhteista sekä kellonajasta ja vuodesta. Se on välttämätöntä elämän jatkuvalle olemassaololle maapallolla, koska kasvit turvautuvat auringosta saatavaan energiaan selviytyäkseen, ja ne ovat myös tärkeä tekijä laitteiden rakentamisessa ja sijainnissa, jotka tuottavat sähköä aurinkoenergiasta.
Yleensä mitattuna watteina neliömetriä kohti, alueen keskimääräinen auringonsäteily pitemmillä ajanjaksoilla annetaan usein kilowattituntina neliömetriä kohti päivässä. Watt on standardi metrinen tehon yksikkö tai energia ajan mittaan; yksi wattiteho vastaa yhtä joulea energiaa sekunnissa. Kilowattitunti, termi, jota yleisimmin käytetään sähköntuotantoon, on riittävästi energiaa tuottamaan 1,000 wattia yhden tunnin ajan tai 3,600,000 3.6 XNUMX joulea (XNUMX megajoulea).
Mitä suorempi pinta on aurinkoa kohden, sitä suurempi on sen auringonsäteily. Auringon suurin sumutus syntyy, kun auringon valo osuu 90 asteen kulmaan. Insolaatio vähenee kulman pienentyessä, koska pienempi kulma levittää saman määrän säteilyenergiaa laajemmalle alueelle. Siksi maapallon päiväntasaajan ympärillä oleva alue, joka saa eniten suoraa auringonvaloa, on maan lämpimin osa ja napa -alueet kylmimmät. Se aiheuttaa myös vuodenaikojen vaihtumisen, koska maan kallistettu akseli tarkoittaa, että tietylle planeetan alueelle saapuvan auringonvalon kulma muuttuu vuoden aikana. Tästä syystä tietyn päivän lämpötila saavuttaa huippunsa auringon keskipäivän aikaan, jolloin aurinko on korkeimmillaan taivaalla, ja laskee sitten auringon laskiessa lähemmäksi horisonttia myöhemmin päivällä.
Maan ulkoilmakehän aurinkosäteilyn suora auringonvalo on keskimäärin noin 1,366 wattia neliömetriä kohti 90 asteen kulmassa vuoden aikana, ja suurin osa siitä on näkyvän valon muodossa. Ilmakehän läpi kulkeva auringonvalon vaimennus vähentää sen noin 1,000 wattiin neliömetriä kohti 90 asteen kulmassa, kun se saavuttaa maan pinnan. Tämä luku laskee tasaisesti, kun henkilö siirtyy korkeammille leveysasteille ja laskee ajoittain kauempana auringon keskipäivästä ja laskee lähes olemattomaksi yöllä. Koko maapallon keskimääräinen insolaatio vuoden aikana on noin 250 wattia neliömetriä kohti.
Vastaavilla leveysasteilla alueilla voi edelleen olla merkittäviä eroja keskimääräisessä insolaatiossa paikallisten tekijöiden vuoksi. Alueen insolaatiota voivat edelleen vähentää auringonvaloa häiritsevät ilmakehän olosuhteet, kuten pilvet tai ilmakehän sameus. Insolaatio nousee korkeammilla korkeuksilla, koska ilmakehässä on vähemmän auringon säteilyä, joka kulkee läpi ja vaimentaa sitä. Auringon säteilyn määrän mittaukset eri paikoissa voidaan koota, jotta voidaan luoda erikoiskartta, jota kutsutaan insolaatiokarttaksi.
Aurinkoenergian tuotanto perustuu voimakkaasti insolaatioon. Kuivat tai puolikuivat alueet ovat tavallisesti aurinkovoimaloiden koteja, jotta minimoidaan pilvipeitteen aiheuttamat häiriöt auringon säteilylle, ja ne on rakennettu korkeammalle, jos mahdollista. Aurinkosähköpaneelit on asennettu kulmiin, joiden tarkoituksena on saada saapuva auringonvalo osumaan niihin mahdollisimman lähelle 90 asteen kulmaa maksimoidakseen vastaanotetun tehon. Optimaalinen kulma tähän vaihtelee maantieteellisen sijainnin ja vuodenajan mukaan.
Alueen insolaatiota voidaan hyödyntää myös rakennusten suunnittelussa. Esimerkiksi rakennuksen päiväntasaajaa vasten olevat suuret ikkunat päästävät enemmän valoa ja lämpöä talvella, kun aurinko on matalalla taivaalla, ja verrattain vähemmän, kun se on korkealla taivaalla kesällä. Tämä hillitsee kausiluonteisia äärilämpötiloja rakennuksen sisällä, mikä tekee siitä mukavamman ja vähentää lämmitykseen tai ilmastointiin tarvittavaa energiaa.