KWALIFIKACJA ELE10 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 8.
Oblicz wartość promieniowania bezpośredniego, wiedząc że promieniowanie rozproszone wynosi 300 W/m², a promieniowanie całkowite 1000 W/m².
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Promieniowanie całkowite (globalne) jest sumą składowej bezpośredniej i rozproszonej. Skoro całkowite wynosi 1000 W/m², a rozproszone 300 W/m², to bezpośrednie oblicza się przez różnicę: 1000 − 300 = 700 W/m².

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniach z energetyki słonecznej często rozróżnia się trzy powiązane wielkości:

  • promieniowanie bezpośrednie – dociera do powierzchni po możliwie "prostej" drodze od tarczy Słońca,
  • promieniowanie rozproszone – powstaje wskutek rozpraszania w atmosferze (np. na cząstkach aerozoli i kroplach wody),
  • promieniowanie całkowite (globalne) – to łączny strumień energii padający na daną powierzchnię.

W typowym ujęciu bilansowym przyjmuje się zależność:

promieniowanie całkowite = promieniowanie bezpośrednie + promieniowanie rozproszone

Skoro w treści podano promieniowanie rozproszone 300 W/m² oraz promieniowanie całkowite 1000 W/m², to aby wyznaczyć składową bezpośrednią, należy "odjąć" część rozproszoną od całości:

1000 W/m² − 300 W/m² = 700 W/m²

Dlatego odpowiedź "700 W/m²" jest poprawna.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • "1000 W/m²" ignoruje fakt, że 1000 W/m² jest już wartością całkowitą; gdyby bezpośrednie miało 1000 W/m², to całkowite musiałoby być większe (po dodaniu rozproszonego).
  • "1300 W/m²" wynikałoby z błędnego dodania 1000 + 300. Takie działanie nie pasuje do relacji bilansowej, bo rozproszone jest częścią całkowitego, a nie "dodatkiem ponad całość".
  • "800 W/m²" to typowy błąd rachunkowy lub nieuwagi; poprawna różnica 1000 − 300 daje 700, więc 800 nie spełnia podanych danych.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź sens fizyczny wyniku. Składowa bezpośrednia powinna być mniejsza od całkowitej, a po dodaniu rozproszonej ma dać dokładnie wartość całkowitą, z zachowaniem tych samych jednostek (W/m²).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Promieniowanie bezpośrednie to część promieniowania słonecznego docierająca do powierzchni "wprost" z tarczy Słońca. Jest silnie zależne od zachmurzenia i położenia Słońca. W obliczeniach bywa wyznaczane z bilansu: całkowite (globalne) minus rozproszone.
Promieniowanie rozproszone to składowa powstająca, gdy światło słoneczne ulega rozproszeniu w atmosferze (na cząstkach, pyłach, kroplach wody). Dociera z różnych kierunków, nawet gdy Słońce jest częściowo zasłonięte. Jest istotne np. przy pochmurnej pogodzie.
Stosuje się prostą zależność bilansową: całkowite = bezpośrednie + rozproszone. Zatem bezpośrednie = całkowite − rozproszone. Ważne jest zachowanie tych samych jednostek, najczęściej W/m², oraz sprawdzenie, czy wynik ma sens (musi być mniejszy od całkowitego).
Ponieważ 1000 W/m² opisuje już sumę składowych (bezpośredniej i rozproszonej). Skoro rozproszone wynosi 300 W/m², to jest ono "częścią" całości. Aby dostać pozostałą część (bezpośrednią), odejmuje się rozproszone od całkowitego.
W takim modelu bilansowym nie powinien. Skoro całkowite to suma bezpośredniego i rozproszonego, to bezpośrednie jest co najwyżej równe całkowitemu (gdy rozproszone byłoby równe zero). Wynik większy od całkowitego zwykle oznacza zły wzór lub błąd rachunkowy.
Najczęściej myli się działania (dodawanie zamiast odejmowania), myli się nazwy składowych (uznanie "całkowitego" za "bezpośrednie"), albo pomija kontrolę sensu fizycznego wyniku. Częsty jest też błąd nieuwagi w odejmowaniu i brak sprawdzenia jednostek W/m².
W praktyce promieniowanie całkowite (globalne) na płaszczyźnie mierzy się pyranometrem. Składową bezpośrednią mierzy się zwykle pyrheliometrem ustawionym na tarczę Słońca. Interpretacja wyników wymaga świadomości, czy czujnik rejestruje sumę, czy konkretną składową.
Duży udział rozproszonego występuje przy zachmurzeniu, zamgleniu lub w warunkach dużej ilości aerozoli w powietrzu. Wtedy składowa bezpośrednia spada, a część energii dociera "z nieba" z wielu kierunków. To ma znaczenie dla uzysku PV i doboru ustawienia modułów.
Moduły PV reagują na łączne promieniowanie padające na ich powierzchnię, ale rozkład na składową bezpośrednią i rozproszoną wpływa na to, jak opłacalne jest ustawienie pod kątem, śledzenie Słońca oraz jak zmienia się uzysk w pochmurne dni. Dlatego rozumienie bilansu promieniowania jest praktyczne.
Zrób kontrolę wsteczną: do wyliczonego bezpośredniego dodaj rozproszone i sprawdź, czy dostajesz całkowite. Dodatkowo oceń relacje: bezpośrednie powinno być mniejsze od całkowitego, a wszystkie wartości muszą mieć te same jednostki (W/m²). To zajmuje kilkanaście sekund.
info

Około 76% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnio łatwe

Eksperci podkreślają: "Promieniowanie całkowite (globalne) jest sumą składowej bezpośredniej i rozproszonej."

Źródła:

  • PV Education (pveducation.org): "Direct, Diffuse and Global Irradiance" — https://www.pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/direct-diffuse-and-global-irradiance (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia: "Irradiance" — https://en.wikipedia.org/wiki/Irradiance (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia: "Diffuse sky radiation" — https://en.wikipedia.org/wiki/Diffuse_sky_radiation (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z podstaw energetyki odnawialnej (część: promieniowanie słoneczne i jego składowe)
  • Materiały dydaktyczne z fizyki/meteorologii dotyczące irradiancji globalnej, bezpośredniej i rozproszonej
  • Instrukcje i karty katalogowe czujników promieniowania (pyranometr/pyrheliometr) – interpretacja wielkości mierzonych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego