Светимость Солнца

Солнечная светимость, $L_\bigodot$ — единица светимости, обычно используемая астрономами для представления светимости звёзд. Равна светимости Солнца, составляющей 3,827 × 10²⁶ Вт или 3,827 × 10³³ Эрг/с.

Расчёт константы

Вы можете рассчитать количество солнечной энергии, попадающей на Землю, путём сравнения площади сферы с радиусом, равным расстоянию Земли от Солнца (центр находится в звезде) и площади сечения, сделанного таким образом, чтобы ось вращения планеты принадлежала плоскости сечения.

• Радиус Земли — 6.378 км.
• Площадь сечения Земли: S_Земля = π×радиус² = 128.000.000 км²
• Среднее расстояние до Солнца: R_Солнце = 150.000.000 км. (1 а.е.)
• Площадь сферы: S_Солнце = 4×π×R_Солнце² = 2,82×10¹⁷ км².
• Количество энергии в единицу времени, попадающей на Землю: P_Земля = P_Солнце × S_Земля/S_Солнце = 1,77×10¹⁷ Вт.
  • Количество энергии (в единицу времени)на квадратный метр: P_Земля/S_Земля = 1387 Вт/м² (Солнечная постоянная)
  • Человечество примерно потребляет 12×10¹² Вт. Какая площадь необходима для обеспечения энергопотребления? Лучшие солнечные батареи имеют КПД около 33 %. Необходимая площадь составляет 12×10¹²/(1387×0,33) = 26×10⁹ м² = 26000 км², или квадрат ~160×160 км. (На самом деле требуется бо́льшая площадь, так как солнце не всегда находится в зените и, к тому же, некоторая часть излучения рассеивается облаками и атмосферой.)

Ссылки

• I.-J. Sackmann, A. I. Boothroyd (2003). "Our Sun. V. A Bright Young Sun Consistent with Helioseismology and Warm Temperatures on Ancient Earth and Mars". The Astrophysical Journal 583 (2): 1024-1039.