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Coeficiente de masa de aire (AM)

1900
Científico midiendo el rendimiento de un panel solar en relación con el coeficiente de masa de aire en un laboratorio.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El coeficiente de masa de aire (AM) cuantifica la longitud del recorrido óptico directo de la luz solar a través de la atmósfera terrestre. Es la relación entre la longitud del recorrido a un ángulo cenital dado [latex]theta[/latex] y la longitud del recorrido cuando el sol está directamente sobre la vertical (en el cenit). Para ángulos de hasta aproximadamente 60°, se puede aproximar mediante [latex]AM approx sec(theta)[/latex]. AM0 se refiere al espectro fuera de la atmósfera.

The Air Mass coefficient is a crucial parameter in solar energy and atmospheric science. The standard value for testing terrestrial solar cells is AM1.5, which corresponds to a solar zenith angle of 48.19°. This value was chosen as it represents the annual average solar radiation received in the temperate latitudes of Europe and North America. The ‘1.5’ signifies that the path length is 1.5 times the path length when the sun is directly overhead (AM1). The AM0 spectrum, with an integrated power of the solar constant (~1361 W/m²), is used for designing and testing solar cells for spacecraft. As the AM number increases (i.e., as the sun approaches the horizon), the path length through the atmosphere increases. This leads to greater absorption and scattering, which not only reduces the total irradiance but also shifts the spectrum towards the red, as blue light is scattered more effectively (Rayleigh scattering). More complex models for AM account for the curvature of the Earth and atmospheric refraction, becoming more accurate at large zenith angles.

UNESCO Nomenclature: 2506
- Geofísica

Tipo

Modelo físico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Bouguer’s law (Beer-Lambert law) describing the attenuation of light through a medium
  • development of trigonometry for calculating angles and path lengths
  • understanding of atmospheric composition and its absorptive properties
  • invention of the spectroscope for analyzing the solar spectrum

Aplicaciones

  • performance testing and rating of solar panels (e.g., am1.5 standard)
  • atmospheric modeling and radiative transfer calculations
  • predicting solar energy availability at different times of day and year
  • astronomical observations to correct for atmospheric extinction
  • materials science for testing the durability of materials under sun exposure

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: masa de aire, AM1.5, energía solar, energía fotovoltaica, atmósfera, ángulo cenital, irradiancia solar, extinción atmosférica, transferencia radiativa, espectro solar.

Contexto histórico

Coeficiente de masa de aire (AM)

1650
1800
1852
1900
1912
1940
1940
1950
1800
1838
1872
1910
1940
1940
1946

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados.

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