Основные публикации по солнечной энергии

Влияние ориентации и движения приемной поверхности

Большая часть данных по измерению солнечной радиации полу­чена для условий ее прихода на горизонтальную поверхность, однако часто требуется оценить влияние ориентации приемной поверхности. Методы, описанные в предыдущем разделе, позволяют определить вли­яние ориентации поверхности в течение коротких промежутков вре­мени. Для более продолжительных периодов времени в местностях, где не происходит заметных сезонных изменений атмосферных усло­вий, влияние ориентации оценивается на основе расчета прихода пря­мой радиации. Например, в работе Морзе и Кзарнеки [15] приведен расчет относительной годовой облученности поверхностей, обращен­ных к экватору с различными углами наклона; результаты такого рас­чета представлены на фиг. 3.8.1. Эти авторы полагают, что макси­мальная годовая сумма прямой радиации достигается при наклоне по­верхности 0,9 ф.

К подобным выводам пришли и другие авторы, т-е. для обеспе­чения максимального поглощения энергии за год приемная поверх-

ность должна быть ориентирована на экватор с наклоном, приблизи­тельно равным широте (т. е. s = ф), причем для зимнего периода на клон должен составлять ~(ф + 10°), а для летнего периода ~(ф - V ИЗ фИГ. 3.8.1 ВИДНО, ЧТО ОТКЛОНеНИе В НеСКОЛЬКО Градусов ОТ OUiw мальной величины s незначительно сказывается на величине суммар­ной радиации за длительный период времени.

Морзе и Кзарнеки рассмотрели также вопрос о влиянии азиму і ного угла наклона поверхности на суммарный годовой приход прямой радиации, т. е. о влиянии ориентации приемной поверхности на запад или восток от южного направления (или от северної о - в южном по­лушарии). Они рассчитали относительный годовой приход радиации на поверхности, наклоненные под углами s, равными 0,9ф, в функции широты ф и азимутального угла наклона поверхности у. Эти данные приведены на фиг. 3.8.2. Как видно из графика, при фиксированном угле s влияние у увеличивается с широтой, однако это влияние для у = 22,5° по сравнению с у * 0 для широт вплоть до 45° выражается В изменении относительной ГОДОВОЙ облученности не более чем на 2°о. Приведенные выше графики относительных годовых сумм радиации не учитывают влияния азимутального угла у на суточное распределе­ние радиации. Каждые 15° азимутального угла вызывают сдвиг су­точного распределения радиаций примерно на 1 ч в сторону утренних

часов, если угол у положителен, и в сторону послеполуденного вре­мени, если у отрицателен.

Рассчитанные значения годовых сумм солнечной радиации (фиг. 3.8.1 и 3.8.2) учитывают только прямую радиацию, поэтому при дополнительном учете рассеянной радиации влияние ориентации по­верхности может существенно измениться. Однако в настоящее вре­мя имеется разнообразная информация, позволяющая сделать более полные’обобщения, чем те, которые основываются на рассмотрении прямой солнечной радиации.

Можно также оценить годовой приход прямой радиации на поверх­ности, которые поворачиваются по заданному графику. Эта задача была решена Эйблингом и др. [3] для условий юго-западных районов Соединенных Штатов при использовании несколько заниженных зна­чений коэффициента пропускания атмосферы по Муну, чтобы учесть влияние облачности. Результаты представлены в табл. 3.8.1 для не­которых вариантов ориентации поверхностей.

Таблииа ЗЯ.1

Рассчитанное влияние ориентации приемной поверхности иа годовой приход прямой солнечной радиации иа шпроте 35° юго-заиадных районов США [3]