Éclairement direct normal (DNI)
Rayonnement solaire qui arrive en ligne droite du disque solaire, mesuré sur une surface maintenue perpendiculaire aux rayons.
Le DNI ne compte que la composante directe de la lumière solaire, celle que l’atmosphère n’a pas diffusée, mesurée sur un plan toujours orienté vers le soleil. On le mesure avec un pyrhéliomètre monté sur un suiveur solaire ; son champ de vision étroit (environ 5°) exclut la plus grande partie de la lumière du ciel.
Le DNI est la ressource décisive pour les technologies à concentration, car miroirs et lentilles ne peuvent focaliser que le rayonnement direct :
- Le solaire thermodynamique à concentration est généralement jugé viable au-delà d’environ 1 900–2 000 kWh/m²/an de DNI (IRENA, NREL) ; les meilleurs sites, au Maroc, au Chili, en Afrique du Sud et aux Émirats arabes unis, dépassent 2 500.
- Le photovoltaïque à concentration et les trackers à deux axes dépendent eux aussi d’un DNI élevé.
Par ciel clair, le DNI peut atteindre 900–1 050 W/m² à midi en altitude et en climat sec, mais il tombe presque à zéro sous les nuages, et la brume sèche, la poussière ou la fumée d’incendies peuvent le faire chuter nettement alors que le GHI bouge peu. Le DNI varie donc davantage que le GHI, et ses cumuls annuels sous les tropiques humides peuvent être inférieurs à ceux des déserts tempérés malgré un soleil plus haut.
où θi est l’angle d’incidence entre les rayons solaires et la normale à la surface ; les trackers cherchent à maintenir θi proche de zéro.
Termes associés
Tous les termes →- Éclairement global horizontal (GHI)
Rayonnement solaire de courte longueur d’onde reçu au total sur une surface horizontale, somme des composantes directe et diffuse.
- Éclairement diffus horizontal (DHI)
Rayonnement solaire qui atteint une surface horizontale après diffusion par les molécules, les aérosols et les nuages, sans le faisceau direct venu du disque solaire.
- Solaire thermodynamique à concentration (CSP)
Centrales qui concentrent le rayonnement solaire direct à l’aide de miroirs sur un récepteur, où un fluide chauffé alimente une turbine à vapeur, le plus souvent avec un stockage thermique intégré.
- Tracker solaire (suiveur)
Structure motorisée qui fait pivoter les modules photovoltaïques ou les miroirs pour suivre le soleil et augmenter l’éclairement reçu au fil de la journée.
- Éclairement énergétique (irradiance)
Puissance solaire instantanée reçue par unité de surface, mesurée en watts par mètre carré (W/m²).