ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ОПТИМИЗАЦИЯ РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ ИНТЕНСИВНОСТИ СУММАРНОЙ, ПРЯМОЙ И РАССЕЯННОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ГОРОДОВ И НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

18.5.1. Методы и способы обработки результатов исследований характеристик солнечной радиации

Основной характеристикой солнечной радиации являет­ся ее суммарная интенсивность на горизонтальной поверх­ности. В справочниках по климату СССР [5,6] представлены средние арифметические значения этого параметра. Однако данные по солнечной радиации приведены только для тех населенных пунктов, где имеются метеостанции.

Для получения достоверных значений солнечной ради­ации для г. Краснодар были выполнены исследования ре­зультатов 10-летних наблюдений за период 1977-1986 гг. [15,16]. При этом был применен метод расчета интеграль­ной повторяемости отдельных градаций с построением гистограмм, являющихся эмпирическим аналогом диффе­ренциальной функции вероятности.

При анализе интегральной повторяемости F значе­ний суммарной интенсивности солнечной радиации Jp за указанный период установлено, что обеспеченность сред­неарифметических значений составила 48 %, а с учетом интегральной повторяемости - 60 % (рис. 3.9). Характер­ными годами за данный период наблюдений являлись: 1978,1980,1981, 1984.

Сравнение полученных значений интенсивности сол­нечной радиации с аналогичными, приведенными в спра­вочнике [5], показало, что применение указанного метода повысило достоверность данных на 18 %.

В 1987-1990 гг. обработка результатов наблюдений ин­тенсивности солнечной радиации г. Краснодар была про­должена [17, 18]. Анализ гистограмм интегральной по­вторяемости суммарной солнечной радиации показал, что за 14-летний период наблюдений обеспеченность среднего арифметического значения суммарной солнечной радиа­ции составляет 56 %, ас учетом интегральной повторяе­мости - 51 % (рис. 3.10). Из анализа данных табл. 3.10 следует, что с увеличением продолжительности наблюде­ний расчетные значения интенсивности как среднеариф­метические, так и средние с учетом функции вероятности, уменьшаются.

Рис. 3.10.

Интегральная повторяемость суммарной солнечной радиации в г. Краснодар в 1977-1990 гг.

В табл. 3.11 приведены результаты сопоставления зна­чений интенсивности суммарной солнечной радиации, по­лученные при обработке данных измерений в1977-1990гг., с аналогичными данными справочной литературы [6, 19]. Как упоминалось выше, в справочной литературе представ­лены средние арифметические значения интенсивности суммарной солнечной радиации. Отклонение расчетных средних арифметических значений по результатам наблю­дений от справочных данных составило 1,4 %, а средних с учетом функции вероятности - 4,4 %. Существенно рас­хождение значений в августе: среднее арифметическое - 1,7 %, а среднее с учетом функции вероятности - 7,9 %.

На рис. 3.11 приведены графики изменения суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность в г.

Краснодар в течение года; средняя кривая - справочные данные [6]. Верхние и нижние кривые соответствуют мак­симальным и минимальным значениям в течение 14-лет­него периода наблюдений. Наибольшая разность между максимальным и минимальным значениями зафиксиро­вана в сентябре, минимальная - в декабре и феврале. По­лученные кривые позволяют принять с определенным значением обеспеченности решение по величине дополни­тельной площади солнечных коллекторов при отсутствии теплового дублера. В табл. 3.12 приведены значения от­клонения расчетных величин от справочных данных как при минимальном уровне солнечной радиации, так и при максимальном.

Условия применения справочных значений суммар­ной солнечной радиации ограничены. Так, в соответ­ствии со справочником [5] они могут быть использованы в радиусе 60 км от пункта наблюдения при незначитель­ном различии геодезических отметок относительно уров­ня моря.

Исследования солнечной радиации были выполне­ны для г. Геленджик на основании результатов измере­ний на метеостанции этого города в 1975-1990 гг. (табл. 3.13). Геленджик находится на расстоянии 100 км от Краснодара, геодезические отметки его метеостанции незначительно отличаются от краснодарских. При об­работке результатов измерений также применен метод построения гистограмм, в соответствии с которым рассчи­таны величины повторяемости месячных значений сум­марной солнечной радиации на горизонтальную поверх­ность. Кривая интегральной повторяемости суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность в г. Геленджик приведена на рис. 3.12.

В табл. 3.14 представлены значения отклонений мак­симальных и минимальных величин интенсивности суммарной солнечной радиации в Геленджике от рас­четных (см. табл. 3.13). На рис. 3.13 по значениям из табл. 3.14 построены соответствующие графики. Наи­большая разность между максимальным и минимальным значениями 77,8 % имеет место в июле, минимальная 37,2 % - в мае.

Таким образом, с применением дифференциальной функции распределения вероятности на основе анали­за результатов обработки значений суммарной солнеч­ной радиации в Краснодаре за 14 лет и Геленджике за 15 лет, получены расчетные значения для проектирования гелиоустановок.

Выяснено также, что для определения расчетных зна­чений со степенью достоверности более 50 % необходимы 10-летние и более продолжительные сроки наблюдения. Предложен новый способ представления месячных зна-

чений интенсивности суммарной солнечной радиации с определением их максимальных и минимальных величин, вероятности их наблюдения.