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

РАСЧЕТНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

На рис. 3.4 приведена упрощенная схема определения интенсивности прямой и рассеянной радиации на гори­зонтальную поверхность. Использованы следующие обо­значения: Z — угол между направлениями в зенит (N) и на Солнце; а - высота Солнца над горизонтом - угол между направлением на Солнце и горизонтальной поверхностью; as - азимут Солнца - угол между направлением на юг и

Рис. 3.4.

Схема определения интен­сивности прямой и рассеян­ной радиации на горизон­тальную поверхность

проекцией на горизонтальную поверхность солнечного луча.

Суммарная интенсивность солнечной радиации опреде­ляется по формуле:

Is = /п cosa + /р,

Is - суммарная интенсивность солнечной радиации; 1п - интенсивность прямой солнечной радиации; 1р - интенсив­ность рассеянной солнечной радиации.

При наличии результатов измерений только суммарной солнечной радиации и продолжительности солнечного пе­риода для определения значений прямой и рассеянной со­ставляющих используют формулу Ангстрема

( , ss "А

а + Ъ--

^ SS0 у в виде регрессии

Q, ss ---------- — CL і Ъ,

Qo ss0

где Q - суммарная интенсивность солнечной радиации за месяц; Q0 - интенсивность солнечной радиации при безоб­лачном небе (прямая радиация) за месяц; а, Ъ- коэффициен­ты, характеризующие долю солнечной радиации, соответ­ственно прошедшей и задержанной сплошной облачностью, а + Ъ = 1; ss, ss0 - фактическая и астрономическая про­должительности солнечного периода за месяц для данной местности.

В соответствии с нормами проектирования ВСН 52-86 «Установки солнечного горячего водоснабжения» [3] ин­тенсивность суммарной солнечной радиации для любого пространственного положения плоскости измерения опре­деляется по формуле

Я. І = - Ts-fs + ^d^d >

где q. - интенсивность суммарной солнечной радиации в плоскости измерения; Is, Id - интенсивности соответствен­но прямой и рассеянной солнечной радиации на горизон­тальной поверхности; Ps, Pd - коэффициенты положения плоскости измерения прямой и рассеянной радиации соответственно.

Коэффициент положения плоскости измерения рассе­янной радиации определяется по формуле

id=cos2|,

где Ъ - угол наклона плоскости измерения к горизонту.

Коэффициент Ps определяется по табл. 3.1.

Для проектирования гелиоустановок применяются не­сколько методов представления значений суммарной сол­нечной радиации [4]:

1) средние сутки принимаются на основе усредненных значений солнечной радиации за каждый час. При этом в течение средних суток значения изменяются от часа к часу, а в течение месяца все сутки равны;

2) среднемесячные значения солнечной радиации. При этом все суточные и часовые значения принимаются одинаковыми;

3) среднесуточные значения - для каждых суток меся­ца вычисляется среднее значение, которое используется для всех часов данных суток;

4) типичный год — составляется из данных солнечной радиации каждого часа всех дней месяца.

Способ средних суток применяется при расчетах ре­жимов работы гелиоустановок в течении суток. Среднеме­сячные значения солнечной радиации приводятся в спра­вочниках [5, 6], и на их основе производятся расчеты при проектировании гелиоустановок согласно нормам [3]. Ти­пичный год включает в себя также почасовую информацию о температуре воздуха, его влажности, скорости, направле­нии ветра и применяется, как правило, при исследовании режимов работы сложных гелиоустановок.

Установлено, что наиболее полную информацию обеспе­чивает метод «Типичный год», а остальные способы на 10­15 % менее точны [4]. Авторами работ [7, 8] доказано, что для достижения заданной точности (до 10 %) при опреде­лении технических и экономических показателей работы гелиоустановок целесообразно использовать усредненную за определенный период интенсивность солнечной радиа­ции. Отмечается, что эффективность гелиоустановок не за­висит от распределения радиации в течение дня, важна ее общая сумма.