第三章太陽輻射的計算與估算

第三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0.3～3μm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(jī)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(jī)等組成。溫差電動勢與太陽輻射強(qiáng)度成正比（2）光強(qiáng)計測量：JG—2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(jìn)行激光功率、功率密度(照度)的測量。主要技術(shù)指標(biāo)：波長范圍400nm～1100nm；標(biāo)定波長670nm，632．8nm，514．5nm，488．Onm，457．9nm，441．6nm

量程：0.01μW～100mW；測量分檔2μW，20μW，200μW，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0.2~4μm波長范圍觀測到太陽光譜可知λm=0.5023，根據(jù)維恩位移定律：T=2897.8/λm=5769K（太陽表面有效溫度，黑體溫度）太陽輻射的總功率：σ-斯特潘-波爾茲曼常數(shù)，5.67×10-8w/（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(biāo)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(fù)。太陽位置方程赤黃角：令高度角α=0，可得日出時角ωr和日落時角ωs太陽方位角：令高度角α=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34.5°N、110°E（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：δ=17.5°正午時，ω=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ωr、ωs和任意時刻的As、

α

。2）將到達(dá)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(dá)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(dāng)太陽高度角α<5°時，太陽輻照量可以忽略。因而每天輻照量的積分限從α

=5°的ω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