Il s'agit de la quantité d' énergie absorbée par mètre carré par une surface (exempte de toute ombre ou ombrage) qui ne provient pas directement du soleil mais qui est répartie uniformément dans toutes les directions grâce aux molécules et particules atmosphériques.
La quantité de rayonnement solaire reçue par une surface constamment maintenue perpendiculaire (ou normale) aux rayons qui arrivent en ligne droite depuis la direction du soleil à sa position actuelle dans le ciel est connue sous le nom d'irradiance normale directe (DNI).
Une surface peut souvent recevoir le maximum d'éclairement énergétique par an en conservant un angle normal avec le rayonnement incident . Les centrales solaires thermiques à concentration et les installations qui suivent la course du soleil s'intéressent particulièrement à cette quantité.
Comment peut-on mesurer l’irradiance normale directe ?
L'appareil appelé pyrhéliomètre est le principal instrument utilisé pour mesurer le rayonnement solaire direct normal (DNI). Les pyrhéliomètres utilisent fréquemment des capteurs à thermopile à la base d'un tube collimatant la lumière et une fenêtre en verre , bien qu'ils puissent également être fabriqués avec un autre composant photosensible à la place de la thermopile.
Le pyrhéliomètre ne peut mesurer que le rayonnement direct et le rayonnement circumsolaire en raison du champ de vision limité à 5° du tube collimatant la lumière . De plus, ce champ de vision restreint impose un suivi parallèle du pyrhéliomètre par rapport au soleil.
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En l'absence d'observations directes du DNI, des mesures coplanaires du rayonnement diffus et total par des outils avec un champ de vision de 180° peuvent être utilisées pour déterminer le DNI (l'angle incident entre le plan de collecte et le soleil doit également être connu).
Des modèles ont été conçus pour estimer le DNI à partir de l'irradiance horizontale globale (GHI) et d'autres paramètres environnementaux, lorsque les mesures de rayonnement diffus et total coplanaires ne sont pas disponibles. Les modèles DISC et DIRINT, créés respectivement par E. Maxwell et R. Perez, sont deux modèles bien connus.
