Определяем текущее значение плотности солнечной радиации

II. Практические занятия

Тема I. Определение времени истинного солнечного полдня

Вы будете изучать: Видимое движение Солнца по небосводу и обращение Земли вокруг Солнца

Цель и задачи занятия: Изучить геометрию движения Земли и Солнца

После изучения этой темы Вы сможете: Рассчитывать декретное и истинное солнечное время для любой точки земной поверхности

Основная литература

1. Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии.- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 389 с.

2. Т.А.Маркус, Э.Н.Моррис. Здания, климат и энергия. – Ленинград, Гидрометеоиздат,1985, -542 с.

Ключевые слова: полдень по истинному солнечному времени; уравнение времени

 

Таблица 2.1 - Месячные колебания угла склонения Солнца

И уравнение времени

Дата	Угол склонения Солнца	Уравнение времени
21 декабря	- 23027/	+ 1/ 32//
15 января	- 21017/	- 9/ 00//
15 февраля	- 120 58/	- 14/ 30//
15 марта	- 20 23/	- 9/ 30//
21 марта	000	- 7/ 19//
15 апреля	+ 90 33/	-0/ 30//
15 мая	+180 44/	+ 4/ 00//
15 июня	+230 17/	0 00
21 июня	+230 27/	- 1/ 48//
15 июля	+210 37/	- 5/ 30//
15 августа	+140 15/	- 4/ 30//
15 сентября	+ 30 17/	+ 4/ 30//
21 сентября	000	+ 7/ 30//
15 октября	- 80 18/	+ 14/ 00//
15 ноября	-180 20/	+ 15/ 30//
15 декабря	-230 15/	+ 5/ 00//

 

 

Контрольное задание 1. Определить для заданных точек А и Б полдень по истинному солнечному времени

 Исходные данные. Заданы точки А и Б с координатами j = 50⁰ с.ш. и y_А = 65⁰ и y_Б = 70⁰  в.д.

Рассчитать время, которое должны показывать часы 15 января в полдень по истинному солнечному времени.

 Решение.

Определяем часовой меридиан точек А и Б, т.е. долгота от которой отсчитывается время в указанных точках.

 

y₀ = (y_min + y_max )/2 = ( 60 + 75) / 2 = 67.5 ⁰

 

Определяем время, которое показывают часы, опережая среднее гринвичское время

t _гр = y₀ (4/60) = 67.5 ⁰(4/60) = 4.5 ч

 

Местное среднее солнечное время отличается от времени показываемого часами

для точки А

t = 4 (y₀ - y_А) = 4 (67.5 ⁰ - 65⁰) = 10 мин

для точки Б

t = 4 (y₀ - y_Б) = 4 (67.5 ⁰ - 70⁰) = 10 мин

 

Величина поправки согласно табл. 2.1 для 15 января

t_попр = - 9 мин

 

Полдень по местному среднему солнечному времени наступает

 

t_пд = 12 + t = 12 ч + 10 мин = 12 ч 10 мин

 

Полдень по истинному солнечному времени приходится ( которое показывают часы)

для точки А

t_{ист. солн} = t_пд  + t_попр = 12 ч 10 мин + 9 мин = 12 ч 19 мин

для точки Б

t_{ист. солн} = t_пд  - t_попр = 12 ч 10 мин - 9 мин = 12 ч 01 мин

 

Контрольные вопросы

1. Понятие часовых поясов.

2. Что называется склонением и его изменения

3. Понятие нулевого меридиана

4. Декретное и истинное солнечное время

5. Движение Земли вокруг Солнца и характерные точки орбиты Земли

6. Характеристика дней солнечного равноденствия

7. Характеристика дней летнего и зимнего солцестояния

8. Определение разницы времени между нулевым и действительной долготой точки на земной поверхности

9. Что называется уравнением времени

10. Определение времени истинного солнечного полдня

 

Дополнительная литература

1.Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии: перевод с англ. под ред.Б.В. Тарнижевского – М. Энергоиздат, 1981 –216 с.

2.Расчет систем солнечного теплоснабжения:перевод с англ. – У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи – М. Энергоиздат, 1982 –80 с.

 

Тема II. Расчет склонения Солнца, часового угла и продолжительности светового дня

Вы будете изучать: Видимое движение Солнца по небосводу и обращение Земли вокруг Солнца

Цель и задачи занятия: Изучить геометрию движения Земли и Солнца

После изучения этой темы Вы сможете: Определять основные характеристики расположения точек на земной поверхности

 

Основная литература

1.Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии.- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 389 с.

2.Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. – М.: Энергоатомиздат,1991. – 208 с.

 

Ключевые слова: Склонение Солнца d, широта j, долгота y, часовой угол Солнца w

 

Контрольное задание 2. Расчет склонения Солнца - d, часового угла Солнца - w, продолжительности солнечного сияния в течение суток - Тс в точке А с координатами ( широта - j, долгота - y) в рассматриваемые сутки года.

Исходные данные: Рассматривается точка с координатами j и y. Известен номер суток с начала года - n . Заданы границы часового пояса, в которой находится точка А по долготе (y _min,y _o,y _max) при y _o = const, где y _o - долгота, по которой зональное (поясное) и декретное время совпадают.

Необходимо рассчитать склонение Солнца, часовой угол Солнца, продолжительность солнечного сияния в течение суток для июля, августа и сентября месяцев для точки А с координатами:

j = 52⁰ с.ш.; y _min = 60⁰ : y_o = 67.5 ⁰ ; y_max = 75⁰

Решение

Определяем склонение Солнца d в указанные месяцы согласно (2)

Июль

d₇ = d_о sin [360^o (284 +n)/365] = 23.45 sin [360^o (284 +196/365] =              

 = 23.45 sin [473] = 21.6 ⁰

Август

d₈ = d_о sin [360^o (284 +n)/365] = 23.45 sin [360^o (284 +227/365] =          

 = 23.45 sin [504] = 13.8 ⁰

Сентябрь

d₉ = d_о sin [360^o (284 +n)/365] = 23.45 sin [360^o (284 +258/365] =              

 = 23.45 sin [535] = 2.2 ⁰

 

Определяем продолжительность светового дня Тс согласно (3)

Июль

Тс₇ = (2|15)cos^-1(- tg j tgd) = (2|15)cos^-1(- tg 52⁰j tg 21.6 ⁰) =

= (2|15)cos^-1(- 1.28 0.4)  = 16.1          

Август

Т_с8 = (2|15)cos^-1(- tg j tgd) = (2|15)cos^-1(- tg 52⁰j tg 13.8 ⁰) =

= (2|15)cos^-1(- 1.28 0.25)  = 14.5          

Сентябрь

Т_с9 = (2|15)cos^-1(- tg j tgd) = (2|15)cos^-1(- tg 52⁰j tg 2.2 ⁰) =

= (2|15)cos^-1(- 1.28 0.04)  = 12.4          

Результаты расчетов заносятся в табл. 2.2.

Таблица 2.2 - Определение склонения Солнца и продолжительности                       светового дня

Месяц	июль	август	сентябрь
Номер дня месяца	196	227	258
Склонение Солнца, град	21.60	13.80	2.20
Продолжительность светового дня, ч	16.1	14.5	12.4

 

Определяем часовой угол Солнца с 10 по 18 ч местного времени согласно (1)

 

10 ч    w₇ = (15^оч^-1)×(t_zone-12ч)+(y - y₀) = (15^оч^-1)×(10ч -12ч)+(70 - 67.5)=

               = - 27.5⁰

12 ч        w₇ = (15^оч^-1)×(t_zone-12ч)+(y - y₀) = (15^оч^-1)×(12ч -12ч)+( 70 - 67.5)=

               = 2.5⁰

14 ч           w₇ = (15^оч^-1)×(t_zone-12ч)+(y - y₀) = (15^оч^-1)×(14ч -12ч)+( 70 - 67.5)=

               = 32.5⁰

16 ч          w₇ = (15^оч^-1)×(t_zone-12ч)+(y - y₀) = (15^оч^-1)×(16ч -12ч)+( 70 - 67.5)=

               = 62.5⁰

18 ч     w₇ = (15^оч^-1)×(t_zone-12ч)+(y - y₀) = (15^оч^-1)×(18ч -12ч)+( 70 - 67.5)=

               = 92.5⁰

Результаты расчетов заносятся в табл. 2.3

 

Таблица 2.3 - Часовой угол Солнца

Местное время, ч	10	12	14	16	18
Часовой угол Солнца w, град	- 27.50	2.50	32.50	62.50	92.50

 

По результатам табл. 2.3 построить зависимость w = f (t).

Контрольные вопросы

1. Годовое движение Земли вокруг Солнца и характерные дни года.

2. Что называется склонением Солнца и как оно определяется?

3. Физический смысл часового угла Солнца.

4. Дневные и месячные изменения численного значения часового угла Солнца.

5. Определение продолжительности солнечного сияния и светового дня.

6. Объяснить смену времен года и светлого и ночного времени суток.

7. Объяснить наблюдение полярного дня и ночи.

8. Теоретическое значение и реальная продолжительность солнечного сияния.

9. Что называется широтой местности j, северная и южная широта, начертить схему.

10. Что называется долготой местности y, восточная и западная долгота, начертить схему.

 

Дополнительная литература

1.Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии: перевод с англ. под ред.Б.В. Тарнижевского – М. Энергоиздат, 1981 –216 с.

2.Расчет систем солнечного теплоснабжения:перевод с англ. – У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи – М. Энергоиздат, 1982 –80 с.

 

 

Тема III. Расчет изменения плотности потока солнечного излучения в течение суток на горизонтальную поверхность

Вы будете изучать: Состав солнечного излучения поступающего на Землю

Цель и задачи занятия: Изучение составляющих солнечного излучения, достигающего поверхности Земли

После изучения этой темы Вы сможете: Определять численные значения плотности прямого солнечного излучения, приходящего на горизонтальную поверхность пользуясь аналитическими зависимостями и данными актинометрических наблюдений

Основная литература

1.Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии.- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 389 с.

2.Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. – М.: Энергоатомиздат,1991. – 208 с.

Ключевые слова: Плотность потока солнечного излучения, прямая солнечная радиация, спектральное распределение солнечного излучения

 

 

Контрольное задание 3. Расчет изменения плотности потока солнечного излучения (прямой солнечной радиации) в течение суток в точке А I_h (Вт/м2) на горизонтальную поверхность

Исходные данные

Дана точка А с координатами широта j = 50⁰

Расчеты провести для условий ясного неба и средних условий облачности. Расчетные месяцы – январь, февраль и март.

Данные актинометрических наблюдений приведены в табл.2.4- 2.7. Изменение солнечной радиации в сутках происходит по синусоиде.

 

Таблица 2.4 - Месячный приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность H_G, МДж/м2 (в числителе – при ясном небе: в знаменателе – при средних условиях облачности)

Месяц	Широта, град. с.ш.				Месяц	Широта, град. с.ш.
	40	45	50	55		40	45	50	55
Январь	348 210	277 155	201 134	134 84	Июль	909 800	897 763	888 658	884 620
Февраль	440 302	377 264	310 218	243 155	Август	817 767	788 712	763 574	746 553
Март	645 406	595 406	549 402	478 360	Сентябрь	649 595	612 515	570 411	515 306
Апрель	796 570	754 524	708 490	679 473	Октябрь	515 402	461 331	406 251	327 176
Май	909 754	897 725	880 649	872 595	Ноябрь	365 239	293 165	222 134	163 88
Июнь	926 804	922 746	913 691	918 658	Декабрь	302 176	235 134	168 105	105 50

 

Таблица 2.5 - Месячный приход прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность H_D, МДж/м2 (в числителе – при ясном небе:

в знаменателе – при средних условиях облачности)

Месяц	Широта, град. с.ш.				Месяц	Широта, град. с.ш.
	55	50	45	40		55	50	45	40
Январь	96 29	151 63	218 50	281 105	Июль	729 360	746 377	746 524	742 570
Февраль	176 63	226 113	285 151	348 189	Август	612 344	645 364	662 515	679 570
Март	369 184	436 218	486 218	532 214	Сентябрь	427 180	478 276	507 369	536 448
Апрель	545 243	582 281	616 314	649 360	Октябрь	260 80	327 147	377 214	427 277
Май	721 323	737 398	754 473	767 503	Ноябрь	126 42	180 67	235 71	293 147
Июнь	779 390	775 444	771 536	767 574	Декабрь	71 17	117 55	176 71	239 92
Годовая	4911 2254		5401 2803		5832 3507		6260 4098

 

Таблица 2.6 - Месячный приход рассеянной H_d(в числителе) и отраженной H_g(в знаменателе) солнечной радиации на горизонтальную поверхность, МДж/м2

Месяц	Широта, град. с.ш.				Месяц	Широта, град. с.ш.
	55	50	45	40		55	50	45	40
Январь	55 59	71 88	105 80	105 63	Июль	260 117	281 138	239 184	230 201
февраль	92 113	105 138	113 130	113 80	Август	210 109	210 122	197 180	197 201
Март	176 230	184 197	189 147	193 101	Сентябрь	126 63	134 88	147 130	147 193
Апрель	230 147	210 105	210 126	210 134	Октябрь	96 46	105 46	117 88	126 109
Май	272 113	251 130	251 168	251 180	Ноябрь	48 50	67 59	84 50	92 63
Июнь	268 126	247 138	210 180	230 193	Декабрь	34 34	50 63	63 63	84 46
Годовая	1865 1207		1915 1311		1923 1525		1978 1563

 

Таблица 2.7 - Среднемесячный дневной приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность за пределами земной атмосферы H₀, МДж/м2

Месяц	Широта, град. с.ш.				Месяц	Широта, град. с.ш.
	40	45	50	55		40	45	50	55
Январь	15.1	12.0	9.0	6.1	Июль	40.3	40.0	39.6	39.1
февраль	20.3	17.5	14.5	11.5	Август	36.2	35.1	33.8	32.4
Март	27.2	24.8	22.3	19.5	Сентябрь	29.7	27.7	25.4	23.0
Апрель	34.3	32.8	31.2	29.3	Октябрь	22.3	19.6	16.7	13.8
Май	39.3	38.8	38.1	37.2	Ноябрь	16.3	13.3	10.3	7.3
Июнь	41.4	41.3	41.2	40.9	Декабрь	13.6	10.6	7.6	4.8

 

 

Решение

Определяем склонение Солнца

Январь

d₁ = d_о sin [360^o (284 +n)/365] = 23.45 sin [360^o (284 +15/365] =              

 = 23.45 sin [295] = -21.3 ⁰

Февраль

d₂ = d_о sin [360^o (284 +n)/365] = 23.45 sin [360^o (284 +45/365] =              

 = 23.45 sin [324] = -13.6 ⁰

Март

d₃ = d_о sin [360^o (284 +n)/365] = 23.45 sin [360^o (284 +74/365] =              

 = 23.45 sin [353] = -0.12 ⁰

 Определяем продолжительность светового дня

Январь

Т_с1 = (2|15)cos^-1(- tg j tgd₁) = (2|15)cos^-1 [- tg 50⁰j tg (-21.3 ⁰)] =

= (2|15)cos^-1 [- 1.19 (- 0.39) ]  = 8.3          

Февраль

Т_с2 = (2|15)cos^-1(- tg j tgd₂) = (2|15)cos^-1 [- tg 50⁰j tg (-13.6 ⁰)] =

= (2|15)cos^-1[- 1.19 (- 0.24) ]  = 9.8          

Март

Т_с3 = (2|15)cos^-1(- tg j tgd₃) = (2|15)cos^-1[- tg 50⁰j tg (-0.12 ⁰)]  =

= (2|15)cos^-1[- 1.19 (- 0.002) ]  = 12.0  

 

Определяем координату точки начала отсчета t^/         

Январь

t_{а 1} = ( t_tсс – 0.5 Тс1) = ( 12 – 0.5 8.3) = 7.85

Февраль

t_{а 2} = ( t_tсс – 0.5Т_с2) = ( 12 – 0.5 9.8) = 7.1

Март

t_а3 = ( t_tсс – 0.5 Т_с3) = ( 12 – 0.5 12) = 6

 

Определяем значение суточного прихода прямой солнечной радиации, МДж/м²

Январь

Ясное небо       H_{D сут} = H_{D мес}/ N = 151/ 31 = 4.87

Средние условия H_{D сут} = H_{D мес}/ N = 63/ 31 = 2.03

облачности

Февраль

Ясное небо      H_{D сут} = H_{D мес}/ N = 226/ 28 = 8.07

Средние условия H_{D сут} = H_{D мес}/ N = 113/ 28 = 4.04

облачности

Март

Ясное небо       H_{D сут} = H_{D мес}/ N = 436/ 31 = 14.1

Средние условия H_{D сут} = H_{D мес}/ N = 218/ 31 = 7.03

облачности

H_{D мес}  – месячный приход прямой солнечной радиации берется согласно данных табл. 2.5.

Определяем максимальное значение плотности солнечной радиации, Вт/м²

Январь

Ясное небо           I _hmax = (p /2 ·Тс1) H_{D сут} = (3.14/2 8.3) 1350 = 236

Средние условия I _hmax = (p /2 Тс1) H_{D сут}  = (3.14/2 8.3) 564 = 107

облачности

Февраль

Ясное небо           I _hmax = (p /2 T_с2) H_{D сут} = (3.14/2 9.8) 2240 = 359

Средние условия I _hmax = (p /2  T_с2) H_{D сут}  = (3.14/2 9.8) 1120 = 179

облачности

Март

Ясное небо           I _hmax = (p /2 T_с3) H_{D сут} = (3.14/2 12) 3920 = 513

Средние условия I _hmax = (p /2 T_с3) H_{D сут} = (3.14/2 12) 1950 = 255

облачности

 

Определяем текущее значение плотности солнечной радиации

Январь

 ясное небо

t^/   = 1 ч           I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 236 (180 1/8.3) = 87.2

t^/   = 2 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 236 (180 2/8.3) = 162

t^/   = 3 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 236 (180 3/8.3) = 214

t^/   = 4 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 236 (180 4/8.3) = 236

Средние условия

облачности

t^/   = 1 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 107 (180 1/8.3) = 39.5

t^/   = 2 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 107 (180 2/8.3) = 73/5

t^/   = 3 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 107 (180 3/8.3) = 97

t^/   = 4 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / Тс1) = 107 (180 4/8.3) = 107

Февраль

Ясное небо

t^/   = 1 ч       I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с2) = 359 (180 1/9.8) = 113

t^/   = 2 ч      I _h1  = I _hmax  sin ( 180 t^/ / T_с2) = 359 (180 2/9.8) = 215

t^/   = 3 ч      I _h1  = I _hmax sin ( 180 t^/ / T_с2) = 359 (180 3/9.8) = 294

t^/   = 4 ч      I _h1  = I _hmax   sin ( 180 t^/ / T_с2) = 359 (180 4/9.8) = 344

                                                средние условия

облачности

t^/   = 1 ч     I _h1  = I _hmax  sin ( 180 t^/ / T_с2) = 179 (180 1/9.8) = 56.4

t^/   = 2 ч      I _h1  = I _hmax   sin ( 180 t^/ / T_с2) = 179 (180 2/9.8) = 107

t^/   = 3 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с2) = 179 (180 3/9.8) = 147

t^/   = 4 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с2) = 179 (180 4/9.8) = 172

Март

Ясное небо

t^/   = 1 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 513 (180 1/12) = 133

t^/   = 2 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 513 (180 2/12) = 257

t^/   = 3 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 513 (180 3/12) = 363

t^/   = 4 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 513 (180 4/12) = 444

средние условия

облачности

t^/   = 1 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 255 (180 1/12) = 66

t^/   = 2 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 255 (180 2/12) = 128

t^/   = 3 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 255 (180 3/12) = 180

t^/   = 4 ч      I h1  = I hmax sin ( 180 t^/ / T_с3) = 255 (180 4/12) = 221

    

 Для времени после солнечного полдня, значение плотности солнечной радиации равны соответствующим значениям до солнечного полдня. Полученные результаты заносим в табл. 2.8 –2.10.

Таблица 2.8 - Расчет изменения плотности потока солнечного

        излучения на горизонтальную поверхность для января

Время местное t, ч	Время после восхода солнца, tc, ч	Плотность потока радиации Ih при ясном небе , Вт/м2	Плотность потока радиации Ih при ср. усл. облачн. , Вт/м2
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	0 0 1 2 3 4 5 6 7 8	0 0 87.2 162 214 236 214 162 87.5 0	0 0 39.5 73.5 97 107 97 73.5 39.5 0

 

Таблица 2.9 - Расчет изменения плотности потока солнечного

        излучения на горизонтальную поверхность для февраля

Время местное t, ч	Время после восхода солнца, tc, ч	Плотность потока радиации Ih при ясном небе , Вт/м2	Плотность потока радиации Ih при ср. усл. облачн. , Вт/м2
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	0 113 215 294 344 359 344 29 215 113 0	0 56.4 107 147 172 179 172 147 107 56.4 0

                                                       

 

 

Таблица 2.10 - Расчет изменения плотности потока солнечного

        излучения на горизонтальную поверхность для марта

Время местное t, ч	Время после восхода солнца, tc, ч	Плотность потока радиации Ih при ясном небе , Вт/м2	Плотность потока радиации Ih при ср. усл. облачн. , Вт/м2
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	0 133 257 363 444 - 513 - 444 363 257 133 0	0 66 128 180 221 - 255 - 221 180 128 66 -

 

По результатам таблиц 2.8-2.10 строится зависимость I_h = f(t) для каждого месяца при различных условиях облачности.

 

Контрольные вопросы

1. Составляющие солнечного излучения достигающего земной поверхности

2. Понятие прямой солнечной радиации

3. Процентное соотношение прямой и рассеянной солнечной радиации

достигающих земной поверхности

4. Единицы измерения солнечной радиации

5. Основные области солнечного спектра и их характеристики

6. Плотность потока солнечной радиации, солнечная постоянная

7. Соотношение между прямой, рассеянной и суммарной радиацией

1. Зависимость прихода прямой солнечной радиации от времен года и широты местности

9.Закон изменения плотности потока солнечной радиации и определение ее численного значения в зависимости от времени 

 

Дополнительная литература

1.Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии: перевод с англ. под ред.Б.В. Тарнижевского – М. Энергоиздат, 1981 –216 с.

2.Расчет систем солнечного теплоснабжения:перевод с англ. – У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи – М. Энергоиздат, 1982 –80 с.

 

 

Тема IV.Расчет диффузной солнечной радиации на горизонтальную поверхность

Вы будете изучать: Диффузную составляющего поступающего солнечного излучения

Цель и задачи занятия: Изучить динамику изменения диффузной солнечной радиации в зависимости от различных факторов

После изучения этой темы Вы сможете: Определять диффузную солнечную радиацию в зависимости от показателя облачности и географического положения

Основная литература

1.Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии.- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 389 с.

2.Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. – М.: Энергоатомиздат,1991. – 208 с.

Ключевые слова: рассеянная солнечная радиация, показатель облачности

 

Контрольное задание 4. Для точки с заданными координатами определить приход диффузной солнечной радиации на горизонтальную поверхность.

Исходные данные

Задана точка А с координатами j = 50⁰ с.ш. Расчетные месяцы – январь, февраль, март.

Для указанных месяцев определить приход диффузной солнечной радиации на горизонтальную поверхность при средних условиях облачности и ясном небе.

Решение

Определяем показатель облачности К_т при средних условиях облачности. Для этого суточное значение суммарной солнечной радиации (см. табл.2.4) разделим на суммарную солнечную радиацию за пределами земной атмосферы (см. табл.2.7)

Январь

К_т = Н_Gсут/Н₀ = 4.32 / 9.0 = 0.48

Февраль

К_т = Н_Gсут /Н₀ = 7.79/14.5 = 0.54

Март

К_т = Н_Gсут /Н₀ = 12.97/22.3 = 0.58

 

Определяем отношение Н_d/Н_G согласно выражения (8)

Январь

Н_d/ Н_G = 1.39 – 4.03 К_т + 5.53 К_т² – 3.11 К_т ³ =

= 1.39 – 4.03 0.48 + 5.53 0.48² – 3.11 0.48 ³ = 0.39

Февраль

Н_d/ Н_G = 1.39 – 4.03 К_т + 5.53 К_т² – 3.11 К_т ³ =

= 1.39 – 4.03 0.54 + 5.53 0.54² – 3.11 0.54 ³ = 0.33

Март

Н_d/ Н_G = 1.39 – 4.03 К_т + 5.53 К_т² – 3.11 К_т ³ =

= 1.39 – 4.03 0.58 + 5.53 0.58² – 3.11 0.58 ³ = 0.30

 

Определяем месячный приход диффузной солнечной радиации, МДж/м²

Январь

Н_d = Н_Gмес 0.39 = 134 0.39 = 52.3

Февраль

Н_d = Н_Gмес 0.33 = 218 0.33 = 72.0

Март

Н_d = Н_Gмес 0.30 = 402 0.30 = 121

 

Аналогичные расчеты необходимо провести и для условий ясного неба.

Результаты расчетов заносим в табл. 2.11

Таблица 2.11

Определение диффузной составляющей солнечной радиации

Месяц	Ясное небо			Средние условия облачности
	Кт	Нd/ НG	Нd	Кт	Нd/ НG	Нd
Январь				0.48	0.39	52.3
Февраль				0.54	0.33	72.0
Март				0.58	0.30	121.0

 

По результатам табл. 2.11 построить зависимости Н_d/ Н_G = f( К_т) и  Н_d  = f( К_т) при различных условиях облачности.

 

Контрольные вопросы

1. Понятие рассеянной солнечной радиации, причины вызывающие возникновение этой составляющей радиации.

2. Зависимость прихода рассеянной солнечной радиации от времени года и широты местности.

3. Процент поглощения и рассеяния солнечной радиации в земной атмосфере.

4. Как определяется показатель облачности.

5. Аналитическая зависимость доли диффузной радиации от показателя облачности.

Дополнительная литература

1.Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии: перевод с англ. под ред.Б.В. Тарнижевского – М. Энергоиздат, 1981. –216 с.

2.Расчет систем солнечного теплоснабжения:перевод с англ. – У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи – М. Энергоиздат, 1982. –80 с.

3.Русин Н.П. Прикладная актинометрия под ред. Т.В. Кирилловой – Л Гидрометеоиздат, 1979. -231 с.

 

 

Тема V. Расчет среднемесячного потока солнечной радиации на наклонную поверхность по методу Луи-Джордана

Вы будете изучать: метод расчета суточного прихода солнечной радиации на наклонную поверхность (поверхность коллектора солнечной энергии)

Цель и задачи занятия: используя данные актинометрических наблюдений или же экспериментальные данные прихода солнечной радиации на горизонтальную поверхность перевести их на наклонную.

После изучения этой темы Вы сможете: используя данные метеонаблюдений определять приход суммарной солнечной радиации на поверхность солнечного коллектора установленного под любым углом к горизонту

Основная литература

1.Дж. Твайделл, А. Уэйр. Возобновляемые источники энергии.- М.: Энергоатомиздат, 1990. – 389 с.

2.Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. – М.: Энергоатомиздат,1991. – 208 с.

 

Ключевые слова солнечная радиация на горизонтальную и наклонную поверхности, метод Луи-Джордана, угол наклона коллектора к горизонту

Контрольное задание 5. Расчет среднемесячного потока солнечной радиации на наклонную площадку по методу Луи-Джордана

Исходные данные

Задана точка А с j = 50⁰ северной широты, в которой установлена наклонная площадка – приемник солнечного излучения. Площадка наклонена к горизонту под углом s = 35⁰ и ориентирована строго на юг по меридиану.     

 Необходимо для средних суток января, февраля и марта месяца определить среднемесячный поток суммарной солнечной радиации.

Решение

Январь

Определяем отношение