第三章太陽(yáng)輻射的計(jì)算與估算

第三章太陽(yáng)輻射的計(jì)算與估算參考書(shū)：地面輻射平衡圖太陽(yáng)輻射能的測(cè)量（1）測(cè)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(dòng)跟蹤裝置組成，在筒上裝置JGS3石英玻璃片，它可透過(guò)0.3～3μm波長(zhǎng)的太陽(yáng)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(diǎn)熱電堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂層。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，冷結(jié)點(diǎn)在機(jī)體內(nèi)，在線性范圍內(nèi)產(chǎn)生的溫差電勢(shì)與太陽(yáng)直接輻照度成正比。自動(dòng)跟蹤裝置是由底板、緯度架、電機(jī)等組成。溫差電動(dòng)勢(shì)與太陽(yáng)輻射強(qiáng)度成正比（2）光強(qiáng)計(jì)測(cè)量：JG—2型光功率計(jì)來(lái)大致測(cè)量。主要由光電探測(cè)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(cè)量。主要技術(shù)指標(biāo)：波長(zhǎng)范圍400nm～1100nm；標(biāo)定波長(zhǎng)670nm，632．8nm，514．5nm，488．Onm，457．9nm，441．6nm

量程：0.01μW～100mW；測(cè)量分檔2μW，20μW，200μW，2mW，20mW，200mW

太陽(yáng)輻射光譜分布太陽(yáng)輻射在波長(zhǎng)很長(zhǎng)和很短的區(qū)域能量都很小，絕大部分在0.2~4μm波長(zhǎng)范圍觀測(cè)到太陽(yáng)光譜可知λm=0.5023，根據(jù)維恩位移定律：T=2897.8/λm=5769K（太陽(yáng)表面有效溫度，黑體溫度）太陽(yáng)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(yáng)半徑，696265Km球面幾何與太陽(yáng)位置方程球面三角的幾個(gè)計(jì)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(yáng)位置方程赤黃角：令高度角α=0，可得日出時(shí)角ωr和日落時(shí)角ωs太陽(yáng)方位角：令高度角α=0，可得日出和日落時(shí)太陽(yáng)方位角As由于日出或日落時(shí)角只與緯度和一年中的第幾天有關(guān)而已，因此一天晝長(zhǎng)Td：例1，計(jì)算34.5°N、110°E（華山）處，5月10日正午時(shí)太陽(yáng)的高度角、方位角以及該日的日出、日落時(shí)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(shí)，ω=0，則可求得太陽(yáng)高度角為：太陽(yáng)方位角，As=0日出和日落的時(shí)角有：于是，因此，日出時(shí)間為5點(diǎn)10分，日落時(shí)間為18點(diǎn)50分。相應(yīng)的太陽(yáng)方位角為：該日正午時(shí)太陽(yáng)高度角73°，方位角0.該日日出時(shí)間為5點(diǎn)10分，太陽(yáng)方位角是111.4°；日落時(shí)間是18點(diǎn)50分，相應(yīng)方位角是-111.4°。太陽(yáng)時(shí)與時(shí)差可收受的輻射采集面上太陽(yáng)直射輻射采光場(chǎng)所平均日輻射量：N為同期內(nèi)一天中最大日照時(shí)數(shù)，a，b為與地點(diǎn)相關(guān)的氣候常數(shù)。上界輻照量H0：Esc為太陽(yáng)常數(shù)水平面與傾斜面上日輻射量比較散射輻射在太陽(yáng)能利用中，受光面不僅可以接受到太陽(yáng)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(yáng)輻照度為以下三部分之和：1）太陽(yáng)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(xiàng)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(shí)刻的As、

α

。2）將到達(dá)水平面上的太陽(yáng)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(yáng)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(shí)，地球的自轉(zhuǎn)規(guī)律決定了一天中太陽(yáng)輻射變化以正午12:00對(duì)稱(chēng)分布。b、每天當(dāng)太陽(yáng)高度角α<5°時(shí)，太陽(yáng)輻照量可以忽略。因而每天輻照量的積分限從α

=5°的ω開(kāi)始。c、任一地區(qū)一年中，太陽(yáng)輻射情況大致有一個(gè)平均水平，但是任一年、任