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Coefficiente di massa d'aria (AM)

1900
Scienziato che misura le prestazioni dei pannelli solari in relazione al coefficiente di massa d'aria in un laboratorio.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Il coefficiente di massa d'aria (AM) quantifica la lunghezza del percorso ottico diretto della luce solare attraverso l'atmosfera terrestre. È il rapporto tra la lunghezza del percorso a un dato angolo zenitale [latex]theta[/latex] e la lunghezza del percorso quando il sole è direttamente sopra la testa (allo zenit). Per angoli fino a circa 60°, può essere approssimato da [latex]AM approx sec(theta)[/latex]. AM0 si riferisce allo spettro al di fuori dell'atmosfera.

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
– Geofisica

Tipo

Modello fisico

Interruzione

Incrementale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Bouguer’s law (Beer-Lambert law) describing the attenuation of light through a medium
  • sviluppo della trigonometria per il calcolo degli angoli e delle lunghezze dei percorsi
  • comprensione della composizione atmosferica e delle sue proprietà assorbenti
  • invenzione dello spettroscopio per l'analisi dello spettro solare

Applicazioni

  • test delle prestazioni e valutazione dei pannelli solari (ad esempio, standard am1.5)
  • modellizzazione atmosferica e calcoli del trasferimento radiativo
  • prevedere la disponibilità di energia solare in diversi momenti della giornata e dell'anno
  • osservazioni astronomiche per correggere l'estinzione atmosferica
  • scienza dei materiali per testare la durabilità dei materiali esposti al sole

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Argomenti correlati: massa d'aria, AM1.5, energia solare, fotovoltaico, atmosfera, angolo zenitale, irradianza solare, estinzione atmosferica, trasferimento radiativo, spettro solare.

Contesto storico

Coefficiente di massa d'aria (AM)

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

Invenzioni, innovazioni e principi tecnici correlati

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