Определяем часовой угол захода Солнца на горизонтальную поверхность

 

w_s = arccos (- tg j tgd) = arccos [(-tg 50⁰)( tg –21.3⁰ )] = arccos [(-1.19)( –0.39)]= = 62.3 ⁰

 

Определяем часовой угол захода Солнца на наклонную поверхность

 

w_s^/ = min{w_s ; arccos [- tg (j- s) tgd )]} = min{w_s ; arccos [ (- tg 15⁰)(tg–21.3⁰)]}= min{w_s ; arccos (0.27 –0.39 ) = 96 ⁰

Cледовательно, в качестве w_s^/ выбираем w_s^/ = 62.3 ⁰ , как минимальное из w_s^/ и w_s.

 

Результаты расчетов сводим в табл. 2.12

 

Таблица 2.12 - Расчет отношения R_b

Расчетная величина	№ месяца
	1
cos ( j- s)	0.966
sin ( j- s)	0.259
cos j	0.643
sin j	0.766
d	-21.3
cos d	0.932
sin d	-0.363
ws	62.3
ws/	62.3
sin ws	0.885
sin ws/	0.885
tg j	1.19
tgd	-0.39
tg (j- s)	0.27
Rb	3.08

 

Определяем отношение R

 

R = (1 – H_d/H_G)R_b + (H_d/H_G) [(1+cos s)/2] + r [(1-cos s)/2] =

= (1 – 88/134)3.01 + (88/134) [(1+cos15⁰)/2] + 0.7 [(1-cos15⁰)/2] = 1.69

 

Определяем среднемесячный дневной приход суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность при средних условиях облачности, МДж/м²

 

H_Gsсут = (H_G/N) R = (134/31) 1.69 = 7.31

 

Результаты расчетов сводим в табл. 2.13

 

Таблица 2.13 - Среднемесячный дневной приход суммарной солнечной

        радиации на наклонную поверхность

Расчетная величина	№ месяца
	1
Hd/HG	0.657
(1+cos s)/2	0.91
(1-cos s)/2	0.09
1 - Hd/HG	0.343
cos s	0.819
r	0.7
R b	3.08
R	1.69
HGsсут	7.31

 

По результатам табл. 2.13 строим зависимости R = f(мес) и  H_Gsсут = f(мес)

 

Контрольные вопросы

1. Для каких целей предназначен метод Луи-Джордана.

2. Как определяется приход суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность.

3. Дайте определение составляющим солнечного излучения, приходящих на поверхность солнечного коллектора.

4. От чего зависит доля прямой солнечной радиации, приходящей на поверхность солнечного коллектора и дайте математическое определение.

5. Какие факторы влияют на поступление отраженной солнечной радиации на поверхность солнечного коллектора и дайте математическое определение.

6. Как определить часовой угол захода (восхода) Солнца на горизонтальную поверхность.

7. Как определить часовой угол захода (восхода) Солнца на наклонную поверхность.

8. Покажите графически угол наклона коллектора к горизонту.

9. Характер и пределы изменения R в зависимости от времен года и географического положения.

10. Характер и пределы изменения R _b в зависимости от времен года и географического положения.

 

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 VI . Часовые значения солнечной радиации на горизонтальную и наклонную поверхности

Вы будете изучать: методику определения часовых значений прихода различных составляющих солнечного излучения на горизонтальную и наклонную поверхности.

Цель и задачи занятия: освоить методики определения прихода солнечной радиации в различные промежутки времени от восхода Солнца, научиться определять часовые поступления составляющих солнечного излучения в зависимости от дня и времени года.

После изучения этой темы Вы сможете: определять часовые значения прихода различных составляющих солнечного излучения на горизонтальную и наклонную поверхности для любого дня месяца и географического положения.

Основная литература

1.Т.А. Маркус, Э.Н. Моррис. Здания, климат и энергия.- Л.: Гидрометеоиздат,1985.- 542 с.

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

Ключевые слова: среднечасовая суммарная, прямая и рассеянная солнечная радиация на горизонтальную и наклонную поверхности.

Контрольное задание 6 Рассчитать часовые значения суммарной солнечной радиации на горизонтальную и наклонную поверхности.

Исходные данные. Задана точка с координатами j = 50⁰ с.ш. и y = __.

Угол наклона площадки к горизонту равен s= 35⁰ . 

Рассчитать часовые значения суммарной солнечной радиации на горизонтальную и наклонную поверхности для 15 января.

 Решение

Определяем среднесуточное значение суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность для января месяца и j = 50⁰ с.ш.

 

Н_Gсут = Н_Gмес/N = 134/31 = 4.32

 

где Н_Gмес - среднемесячный приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность, МДж/м² ( табл. 2.4); N – число дней месяца.

Продолжительность светового дня для 15 января (данные задания 2)

 

Т_с  = 8 час

 

Определяем среднесуточное значение рассеянной солнечной радиации на горизонтальную поверхность для января месяца и j = 50⁰ с.ш.

 

Н_dсут = Н_dмес/N = 71/31 = 2.29

 

где Н_dмес - среднемесячный приход рассеянной солнечной радиации на горизонтальную поверхность, МДж/м² ( табл.2.6); N – число дней месяца.

Определяем среднесуточное значение прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность для января месяца и j = 50⁰ с.ш.

 

Н_Dсут = Н_Dмес/N = 63/31 = 2.03

 

где Н_Dмес - среднемесячный приход прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность, МДж/м² ( табл. 2.5); N – число дней месяца.

Определяем продолжительность светового дня для 15 января

 

              Тс = (2|15)cos^-1(- tg j tgd).                                             

 

Согласно рис.2.14 определяем отношение среднечасовых к среднесуточным значения суммарной и рассеянной радиации на горизонтальную поверхность при Т_с  = 8 час при различных значениях времени от истинного солнечного полдня t ^/

Н_Gh/ Н_Gсут = a( t ^/)  

и

Н_dh/ Н_dсут = a( t ^/)  

 

Среднечасовые значения прямой солнечной радиации на горизонтальную поверхность определяем согласно выражения (15).

Результаты расчетов сведем в табл. 2.14

 

Таблица 2.14 - Часовые значения солнечной радиации на горизонтальную поверхность

t /	НGh// НGсут .	НGh	Нdh/ Нdсут	Нdh	НDh
0.5	0.2	0.86	0.19	0.42	0.44
1.5	0.16	0.69	0.16	0.32	0.37
2.5	0.10	0.43	0.11	0.18	0.25
3.5	0.04	0.173	0.04	0.08	0.09

 

Определяем значение среднечасовой прямой солнечной радиации на наклонную поверхность согласно выражению

 

H_Dhs = H_Dh  (cos i/cosz)

 

Для этого вначале определим численное значение коэффициента R_h  согласно выражения (20)

Результаты расчетов сведем в табл. 2.15 и 2.16

Таблица 2.15

Расчет коэффициента R_h

sind	sinj	sins	cosd	cosj	coss	sin	cos
-0.328	0.707	0.522	0.945	0.707	0.853	0.0	1.0

 

Таблица 2.16