太陽輻射的計算1概要課件

1、12-Oct-221太陽能利用第一章 太陽輻射10-Oct-221太陽能利用第一章 太陽輻射12-Oct-22211、地球的自轉與公轉1、基本概念地球的自轉：地球繞地軸不斷地自西向東旋轉，其周期為24h。由于地球的自轉，產生晝夜交替的現象。黃道平面：地球繞太陽運行的軌道平面。地球自轉軸與黃道平面法線的夾角為2327。10-Oct-22211、地球的自轉與公轉1、基本概念12-Oct-223地球的公轉：由于地球自轉軸與黃道平面法線的夾角為2327 ，并且地球的自轉軸在公轉時在空間的方向始終保持不變，使得太陽光線有時直射赤道，有時偏南，有時偏北，從而形成地球上季節(jié)的變化。11、地球的自轉與公轉春分

2、（321）：太陽直射赤道冬至（1221）：太陽直射南回歸線夏至（621）：太陽直射北回歸線秋分（921）：太陽直射赤道10-Oct-223地球的公轉：由于地球自轉軸與黃道平面法線12-Oct-22410-Oct-22412-Oct-22510-Oct-22512-Oct-22610-Oct-22612-Oct-227北半球在夏天時傾向于太陽，受陽光較多，天氣較熱，相反在冬天的時候就較冷了，這便是四季的由來。四個節(jié)氣，春分、夏至、秋分及冬至分別象征著春夏秋冬四季的來臨。在春分或秋分的一刻，地球赤道平面與公轉軌道平面相交的直線正向著太陽 ，南北半球受日照的時間均等。10-Oct-227北半球在夏天

3、時傾向于太陽，受陽光較多，天12-Oct-22812、太陽角121、赤緯角定義：地球中心與太陽中心連線與地球赤道平面的夾角。它與所在地區(qū)無關，僅由日期決定：式中：赤緯角 n為一年中的日期序號。春分日n=8110-Oct-22812、太陽角121、赤緯角式中：12-Oct-229122、時角定義：每小時地球自轉的角度為15，因此可采用一天中地球自轉的角度來表示時間。用來表示時間的地球自轉的角度稱為時角，并規(guī)定 正午時角為零，上午時間取負，下午時角為正。真太陽時H 的規(guī)定： 以當地太陽位于正南向的瞬時為正午。（由于地球軌道不是正圓）時差e: 真太陽時與鐘表指示時間（平太陽時）之間的差值。時差產生的

4、原因：（1）太陽與地球之間的距離和相對位置隨時間變化。（2）地球赤道平面與黃道平面成一定的夾角（ 2327 ）。如某年2月25日，某地平太陽時為7時5分，查表得2月25日時差為-12分54秒，即用7時5分減去12分54秒，那么此刻的真太陽時即為6時52分6秒。12、太陽角10-Oct-229122、時角真太陽時H 的規(guī)定：112-Oct-221012、太陽角全年各日的時差e（單位，min）可用下式近似計算：各月21日的時差e10-Oct-221012、太陽角全年各日的時差e（單位，12-Oct-2211真太陽時H與地區(qū)標準時Hs的換算：12、太陽角式中：Hs該地區(qū)標準時，單位為h； L當地的經

5、度，單位為； Ls當地地區(qū)標準時所根據的經度，單位為； 對于東半球，取正，對于西半球，取負。10-Oct-2211真太陽時H與地區(qū)標準時Hs的換算：112-Oct-2212例1：計算昆明地區(qū)東經102的地方6月21日真太陽時與北京時間的關系。對于6月21日：e1.4;北京時間依據東經120 所規(guī)定的，即Ls120；12、太陽角因此：10-Oct-2212例1：計算昆明地區(qū)東經102的地方612-Oct-221312、太陽角123、太陽高度角h定義：地球表面上某點與太陽的連線與地平面之間的夾角?？捎上率接嬎悖菏街校寒數鼐暥?，單位為； 赤緯角，單位為 ； 太陽時角，單位為10-Oct-221312

6、、太陽角123、太陽高度角h12-Oct-2214可見：太陽高度角h 隨地區(qū)、季節(jié)及每日時刻的變化而變化。12、太陽角124、天頂角Z定義：地球表面上某點水平面的法線與太陽光線的夾角?？捎上率接嬎悖?0-Oct-2214可見：太陽高度角h 隨地區(qū)、季節(jié)及每日12-Oct-221512、太陽角125、太陽方位角定義：太陽至地面上某給定點的連線在水平面上的投影與正南向（當地子午線）的夾角。規(guī)定：偏東為負，偏西為正。10-Oct-221512、太陽角125、太陽方位角12-Oct-221612、太陽角太陽方位角可由下式計算：當采用上式計算出的sin大于1時，太陽方位角改用下式計算：10-Oct-22

7、1612、太陽角太陽方位角可由下式計算12-Oct-221712、太陽角10-Oct-221712、太陽角12-Oct-221812、太陽角126、任意平面上的太陽入射角i任意表面的傾斜角 定義：任意傾斜面與水平面之間的夾角。對于水平面：0對于垂直面：9010-Oct-221812、太陽角126、任意平面上的12-Oct-221912、太陽角任意表面的方位角 定義：任意傾斜面的法線在水平面上的投影與正南方向線的夾角。規(guī)定：面向東時為負，面向西時為正。10-Oct-221912、太陽角任意表面的方位角12-Oct-222012、太陽角太陽入射角i 定義：太陽入射線與平面法線之間的夾角。太陽入射角

8、 i 可由下式計算：式中：斜面傾角，單位為； 太陽方位角，單位為 ； 斜面方位角，單位為; h 太陽高度角。10-Oct-222012、太陽角太陽入射角i太陽入射角 12-Oct-222112、太陽角幾種特殊的情況：對于水平面，0，則：對于垂直面，90，則：對于面向正南的傾斜面， 0，則：10-Oct-222112、太陽角幾種特殊的情況：12-Oct-222212、太陽角127、日出、日沒時角定義：太陽視園面中心出沒地平線瞬間的時角，亦即太陽高度角為0時的時角。令 sinh0則：式中：正值對應日落時角，負值對應日升時角。10-Oct-222212、太陽角127、日出、日沒時12-Oct-222

9、3例2：計算昆明地區(qū)北緯25的 地方7月21日的日照時間。對于7月21日： 23.44 ;北緯25的 地方：25；12、太陽角則日照時間T：10-Oct-2223例2：計算昆明地區(qū)北緯25的 地方712-Oct-222413、太陽輻射強度計算131、直射輻射、散射輻射和總輻射基本概念散射輻射：經過大氣和云層的反射、折射、散射作用改變了原來的傳播方向達到地球表面的、并無特定方向的這部分太陽輻射。直射輻射：未被地球大氣層吸收、反射及折射仍保持原來的方向直達地球表面的這部分太陽輻射?？偺栞椛洌荷⑸漭椛渑c直射輻射的總和。10-Oct-222413、太陽輻射強度計算131、直12-Oct-222513

10、、太陽輻射強度計算132、太陽常數定義：太陽與地球之間為年平均距離時，地球大氣層上邊界處，垂直于太陽光線的表面上，單位面積、單位時間所接受的太陽輻射能，以I0 表示。最新測量結果表明：I01367 W/m2。10-Oct-222513、太陽輻射強度計算132、太12-Oct-222613、太陽輻射強度計算各月大氣層外邊界處的太陽輻射強度變化月份123456789101112I0Wm-2141914071391136713471329132113281343136313851406最大月與最小月相差約7。 為什么1月份的太陽能常數最大，而我國1月份的氣溫卻較低？10-Oct-222613、太陽輻

11、射強度計算各月大氣層外邊12-Oct-222710-Oct-222712-Oct-222813、太陽輻射強度計算133、大氣質量m定義：太陽光線穿過地球大氣層的路程與太陽在天頂位置時光線穿過地球大氣層的路程之比。完全不同于通常所說的“質量”。規(guī)定：在海平面上，當太陽處于天頂位置時，太陽光線垂直照射所通過的路程為1。忽略地球曲率的的影響，大氣質量m由下式計算：10-Oct-222813、太陽輻射強度計算133、大12-Oct-222913、太陽輻射強度計算134、晴天地球表面的太陽輻射強度計算基本概念法向太陽輻射強度IDN：與太陽光線相垂直的表面上（即太陽光線法線方向）的太陽直射輻射強度。式中：

12、I0垂直與大氣層外邊界處的太陽輻射強度； P大氣透明系數 ； m 光線透過的大氣質量。 10-Oct-222913、太陽輻射強度計算134、晴太陽輻射的計算1概要課件12-Oct-223113、太陽輻射強度計算水平面直射太陽輻射強度IDH在直角OAB中，有：10-Oct-223113、太陽輻射強度計算水平面直射太陽12-Oct-223213、太陽輻射強度計算水平面散射輻射強度IdH水平面上的總輻射強度IH10-Oct-223213、太陽輻射強度計算水平面散射輻射12-Oct-223313、太陽輻射強度計算135、任意傾斜面上的太陽輻射強度計算式中：ID傾斜面上太陽直射輻射強度； Id傾斜面上太陽散射輻射強度； IR傾斜面上所獲得的地面反射輻射強度。 傾斜面上的總輻射強度I10-Oct-223313、太陽輻射強度計算135、任12-Oct-223413、太陽輻射強度計算傾斜面上太陽直射輻射強度ID在直角OAB中，有：在直角OAC中，有：因此：10-Oct-223413、太陽輻射強度計算傾斜面上太陽直12-Oc