Основные публикации по солнечной энергии

Отношение потоков прямой солнечной радиации на наклонной и горизонтальной поверхностях

При проектировании солнечных установок часто возникает необ­ходимость пересчета данных по часовому приходу радиации на гори­зонтальную поверхность (измеренную или рассчитанную методами,

описанными в разд. 3.5) на данные по приходу радиации на наклонную поверхность. С достаточной степенью точности это можно сделать для прямой и рассеянной составляющих радиации участка небосвода, вклю­чающего Солнце. Методы подобного пересчета для рассеянной состав­ляющей будут рассмотрены в разд. 3.7.

Для определения угла падения прямой радиации как на горизон­тальную, так и на наклонную плоскость (если поверхность наклонена на север или на юг, т. е. если у = 0°) могут быть использованы урав­нения (2.5.3) и (2.5.4). Из фиг. 3.6.1 следует[6], что Н = Ипсos ©z и Нт = Нпcos ©т. Отношение потока радиации Нт, падающего по нор­мали на наклонную поверхность, к соответствующему потоку радиации И, падающему на горизонтальную поверхность, может быть выражено че­рез углы ©г, ©т и поток радиации Нп, падающий в рассматриваемом направлении, следующим образом:

Нт Н cos 6_ cos 6

Rb = — ------------------------------- - ■ (3.6.1)

Н НпСos ©z COS ©2

где cos ©т и cos ©r определяются с помощью соотношения (2.5.2).

В этом разделе кратко изложен расчетный метод из работы Хот - теля и Вёрпа [7], применимый для наклонных поверхностей:

COS ©_ cos (<р — s) COS б COS CO + sin (ф — s) sin Б

(3.6.2)

COS ©^ COS ф COS б COSC0 4- sin ф sin6

В расчетах можно непосредственно пользоваться либо уравнени­ем (3.6.2), либо удобным графическим решением Хоттеля и Вёрца.

На фиг. 3.6.2 приведены графики зависимости cos ©т от склонения солнца и часа дня для интервала значений (ф - «) от 0 до 50°. Значе­ния cos©z определяются по кривым, для которых (ф — s) равно широ­те местности. Величина cos©T находится по графикам с соответству­ющим значением (ф — s). Затем определяется отношение Rb. Величи - , ны cos©T, соответствующие отрицательным значениям (ф — s), опре­деляются по кривым для положительных значений. При этом знак скло­нения меняется на обратный. График зависимости величины Rb от склонения при ф = 40° и s = 30° приведен на фиг. 3.6.3.

Пример 3.6.1. Пусть широта местности составляет 40°с. ш., а наклон поверхности к экватору 30°. Найти отношение Rb для

9.30 20 февраля. По фиг. 3.4.2 склонение равно -12°. В 9.30 ве­личина со равна 37,5°. Так как (ф - s) составляет 10°, cos ©т, определенный по фиг. 3.6.2,6, равен 0,73, и, поскольку ф состав­ляет 40°, cosвг, определенный по фиг. 3.6.2,е, равен 0,46. Отно­шение Rb тогда равно: 0,73/0,46 = 1,59. Такая же величина полу­чается и по графику фиг. 3.6.3. Если воспользуемся уравнением

(3.6.2) , то получим

cos lOcos (—12)cos 37,5 + sin 10 sin (—12)

ft ------------------------------------------------------------- = 1,58.

cos 40cos (—12) cos 37,5 + sin 40sin (—12)