太陽輻射的計算與估算.ppt

第二章 太陽輻射的計算與估算,參考書：,地面輻射平衡圖,太陽輻射能的測量,（1）測量直接輻射可用直接輻射表。,直接輻射表構(gòu)造主要由光筒和自動跟蹤裝置組成，在筒上裝置JGS3石英玻璃片，它可透過0.33m波長的太陽直接輻射。光筒內(nèi)部由光欄、內(nèi)筒、熱電堆(感應(yīng)面)、干燥劑筒等組成。感應(yīng)部件是采用繞線電鍍式多接點熱電堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂層。熱接點在感應(yīng)面上，冷結(jié)點在機體內(nèi)，在線性范圍內(nèi)產(chǎn)生的溫差電勢與太陽直接輻照度成正比。自動跟蹤裝置是由底板、緯度架、電機等組成。,溫差電動勢與太陽輻射強度成正比,（2） 光強計測量： JG2型光功率計來大致測量。,主要由光電探測頭、電流電壓變換器、電壓放大器、數(shù)顯表和電壓表組成，可以進行激光功率、功率密度(照度)的測量。 主要技術(shù)指標： 波長范圍 400nm1100nm； 標定波長 670nm，6328nm，5145nm，488Onm，4579nm，4416nm 量 程： 0.01W100mW；測量分檔 2 W，20W，200W，2mW，20mW，200mW,太陽輻射光譜分布,太陽輻射在波長很長和很短的區(qū)域能量都很小，絕大部分在0.24m波長范圍,觀測到太陽光譜可知m=0.5023，根據(jù)維恩位移定律： T=2897.8/m=5769K（太陽表面有效溫度，黑體溫度）,太陽輻射的總功率：,-斯特潘-波爾茲曼常數(shù)，5.6710-8w/（m2.K4）,rs-太陽半徑，696265Km,球面幾何與太陽位置方程,球面三角的幾個計算公式：,天穹和坐標,方位角方角，天體與觀察者連線在地平面上的投影線與南北方向線之間的夾角。,高度角天體與觀察者所處地平面的夾角。通常規(guī)定：向天頂方向取正，向天底方向取負。,太陽位置方程,赤黃角：,令高度角=0，可得日出時角r和日落時角s,太陽方位角：,令高度角=0，可得日出和日落時太陽方位角As,由于日出或日落時角只與緯度和一年中的第幾天有關(guān)而已，因此一天晝長Td：,例1，計算34.5N、110E（華山）處，5月10日正午時太陽的高度角、方位角以及該日的日出、日落時間及其方位角。,解：天數(shù)n=130， 由赤緯角公式得： =17.5 正午時，=0，則可求得太陽高度角為： 太陽方位角，As=0 日出和日落的時角有： 于是，,因此，日出時間為5點10分，日落時間為18點50分。,相應(yīng)的太陽方位角為：,該日正午時太陽高度角73，方位角0.該日日出時間為5點10分，太陽方位角是111.4；日落時間是18點50分，相應(yīng)方位角是-111.4。,太陽時與時差,可收受的輻射,采集面上太陽直射輻射,采光場所平均日輻射量：,N為同期內(nèi)一天中最大日照時數(shù)，a，b為與地點相關(guān)的氣候常數(shù)。,上界輻照量H0：,Esc為太陽 常數(shù),水平面與傾斜面上日輻射量比較,散射輻射,在太陽能利用中，受光面不僅可以接受到太陽的直射照射，而且還可吸收其散射照射。,傾斜面可接受到總的太陽輻照度為以下三部分之和： 1）太陽直射輻射到傾斜面的部分； 2）天空散射到傾斜面的部分； 3）1、2兩項反射到傾斜面上的部分。,1）利用前面的球面三角形公式求出每天的r、 s和任意時刻的As、 。 2）將到達水平面上的太陽輻照度分為直射輻照和散射輻照兩部分。 3）到達任意傾斜面的太陽輻射分成直射、散射和地面反射輻照三部分。,a、在不考慮氣象條件變化時，地球的自轉(zhuǎn)規(guī)律決定了一天中太陽輻射變化以正午12:00對稱分布。 b、每天當太陽高度角<5時，太陽輻照量可以忽略。因而每天輻照量的積分限從 =5的開始。 c、任一地區(qū)一年中，太陽輻射情況大致有一個平均水平，但是任一年、任一月以及一天實際的輻照情況則很難預(yù)測。所以根據(jù)負載的特點，選用當?shù)剌^長時間太陽輻照的年變化量的平均值（10年或20年）作為計算傾斜面上太陽輻照量的依據(jù)可能是一個比較合理的選擇。,