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.

Для согласования производительности систем солнечного теплоснабжения с требованиями технологических процессов иногда необходимо знать часовые значения прихода солнечной радиации.

Для получения часовых приходов солнечной радиации необходимо воспользоваться соотношением Луи и Джордана, представленное в графической форме на рис.2.14.

Рисунок2.14. -Оценка часовых значений радиации на горизонтальную поверхность ( 1 – суммарная радиация; 2 – рассеянная радиация)

Среднесуточное значение суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность можно определить на основании многолетних актинометрических наблюдений. Среднечасовое значение суммарной радиации на горизонтальную поверхность будет определяться

Н_Gh = Н_Dh +Н_dh (14)

где Н_Gh – среднечасовая суммарная радиация на горизонтальную поверхность; Н_Dh - среднечасовая прямая радиация на горизонтальную поверхность; Н_dh – среднечасовая рассеянная радиация на горизонтальную поверхность.

Зная среднюю продолжительность светового дня при помощи рис.2.14 определяем численные значения среднечасовой суммарной и рассеянной радиаций Н_Gh и Н_dh для определенных интервалов светового дня на горизонтальную поверхность.

Численное значение среднечасовой прямой радиации на горизонтальную поверхность Н_Dh определится как

Н_Dh = Н_Gh - Н_dh (15)

От часовых значений солнечной радиации на горизонтальную поверхность можно перейти к соответствующим значениям на наклонную поверхность

Cреднечасовая суммарная радиация на наклонную поверхность

Н_Ghs = Н_Dhs +Н_dhs + Н_ghs (16)

Среднечасовая прямая радиация на наклонную поверхность

Н_Dhs = Н_Dh R_h (17)

Среднечасовая рассеянная радиация на наклонную поверхность для данного часа

Н_dhs = Н_dh [(1+cos s)/2] (18)

Среднечасовая отраженная радиация на наклонную поверхность

Н_ghs = rН_Gh[(1- cos s)/2] (19)

где Н_Ghs – среднечасовая суммарная радиация на наклонную поверхность; Н_Dhs – среднечасовая прямая радиация на наклонную поверхность; Н_dhs – среднечасовая рассеянная радиация на наклонную поверхность; Н_ghs - среднечасовая отраженная от поверхности Земли радиация на наклонную поверхность; R_h – поправочный коэффициент пересчета радиации с горизонтальной на наклонную поверхности; H_Dh – среднечасовая прямая радиация на горизонтальную поверхность;

R_h = H_Dhs / H_Dh = cos i/cosz (20)

где cos i – среднечасовой угол падения солнечных лучей на поверхность;

cosz – среднечасовой угол между положением Солнца в зените и поверхностью

cos i = sin sin coss - sin cos sins cos +

+cos cos coss cos + cos sin sins cos

+ cos sins sin sin (21)

cosz = sin sin + cos cos cos (22)

где  - склонение Солнца, град;  - широта, град; s - угол наклона ( между поверхностью и горизонталью; вертикальная поверхность дает s= 90⁰);  - часовой угол ( до полудня + , после полудня - ); - азимутальный угол поверхности ( юг = 0⁰ ; восток = + ; запад = - )