Tout d’abord, il faut calculer l’angle entre les rayons solaires et l’équateur au jour considéré. Cet angle est appelé déclinaison et varie entre -23°27’ et +23°27’.
23°27’ correspond à l’angle entre le plan de l’équateur et le plan de l’orbite que décrit la terre autour du soleil (écliptique). Il correspond de même aux latitudes des tropiques. Les tropiques sont donc les limites de la zone autour de l’équateur où il est possible au moins une fois par an d’avoir le soleil pile à sa verticale.
la déclinaison d se calcule approximativement avec la formule suivante :
d = 23.45 x sin(0,986 x (J-80))
J étant le n° du jour dans l’année (1 pour le 1er janvier, 365 pour le 31 décembre), les angles étant exprimés en degré.
L’angle horaire AH est l’angle entre la projection des rayons solaires et la direction sud. Il varie de 15° par heure et vaut par convention -90° à 6h, 0° à midi et +90° à 18h.
L’angle H de la hauteur du soleil (angle entre les rayons solaires et l’horizontale du lieu) dépend de la latitude L du lieu, de la déclinaison d et de l’angle horaire AH. Il vérifie la formule :
sin(H) = cos(L) x cos(d) x cos(AH) + sin(d) x sin(L)
Pour le calcul, on calcule l’angle solaire à l’heure considérée (p.ex. 13h30) et à la latitude et jours choisis. On obtient un rapport hauteur sur débord. Mais le débord considéré n’est pas perpendiculaire au mur puisque qu’à 13h30, le soleil est à un angle de 15°x1,5=22,5° par rapport au sud. Le débord vrai est donc égal au débord multiplié par cosinus(22,5°).
