第三章太阳辐射的计算与估算

1、第三章第三章 太阳辐射的计算与估算太阳辐射的计算与估算参考书：地面辐射平衡图地面辐射平衡图太阳辐射能太阳辐射能的测量的测量（1）测量直接辐射可用直接辐射表。 直接辐射表构造主要由光筒和自动跟踪装置组成，在筒上装置JGS3石英玻璃片，它可透过0.33m波长的太阳直接辐射。光筒内部由光栏、内筒、热电堆(感应面)、干燥剂筒等组成。感应部件是采用绕线电镀式多接点热电堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂层。热接点在感应面上，冷结点在机体内，在线性范围内产生的温差电势与太阳直接辐照度成正比。自动跟踪装置是由底板、纬度架、电机等组成。温差电动势与太阳辐射强度成正比温差电动势与太阳辐射强度成正比（2 2） 光强计测

2、量：光强计测量：JG2型光功率计来大致测量。主要由光电探测头、电流电压变换器、电压放大器、数显表和电压表组成，可以进行激光功率、功率密度(照度)的测量。主要技术指标： 波长范围 400nm1100nm； 标定波长 670nm，6328nm，5145nm，488Onm，4579nm，4416nm 量 程： 0.01W100mW；测量分档 2 W，20W，200W，2mW，20mW，200mW 太阳辐射光谱分布太阳辐射光谱分布 太阳辐射在波长很长和很短的区域能量都很小，绝大部分在0.24m波长范围 观测到太阳光谱可知m=0.5023，根据维恩位移定律： T=2897.8/m=5769K（太阳表面有

3、效温度，黑体温度） 太阳辐射的总功率：-斯特潘-波尔兹曼常数，5.6710-8w/（m2.K4）rs-太阳半径，696265Km球面几何与太阳位置方程 球面三角的几个计算公式： 天穹和坐标方位角方位角方角，天体与观察者连线在地平面上的投影线与南北方向线之间的方角，天体与观察者连线在地平面上的投影线与南北方向线之间的夹角。夹角。高度角高度角天体与观察者所处地平面的夹角。通常规定：向天顶方向取正，天体与观察者所处地平面的夹角。通常规定：向天顶方向取正，向天底方向取负。向天底方向取负。太阳位置方程3124=23.45 sin292.79593.62989.80689.012dddd赤黄角：赤黄角：令

4、高度角=0，可得日出时角r和日落时角s太阳方位角：太阳方位角：令高度角=0，可得日出和日落时太阳方位角As 由于日出或日落时角只与纬度和一年中的第几天有关而已，因此一天昼长Td： 例1，计算34.5N、110E（华山）处，5月10日正午时太阳的高度角、方位角以及该日的日出、日落时间及其方位角。解：天数n=130，由赤纬角公式得：=17.5正午时，=0，则可求得太阳高度角为：太阳方位角，As=0日出和日落的时角有：于是，因此，日出时间为5点10分，日落时间为18点50分。相应的太阳方位角为：相应的太阳方位角为：该日正午时太阳高度角该日正午时太阳高度角73，方位角，方位角0.该日日出时间该日日出时

5、间为为5点点10分，太阳方位角是分，太阳方位角是111.4；日落时间是；日落时间是18点点50分，相应方位角是分，相应方位角是-111.4。 太阳时与时差太阳时与时差可收受的辐射 采集面上太阳直射辐射采集面上太阳直射辐射 采光场所平均日辐射量：N为同期内一天中最大日照时数，为同期内一天中最大日照时数，a，b为与地点相关的气候常数。为与地点相关的气候常数。上界辐照量上界辐照量H0：Esc为太阳为太阳 常数常数 水平面与倾斜面上日辐射量比较水平面与倾斜面上日辐射量比较 散射辐射散射辐射在太阳能利用中，受光面不仅可以接受到太阳的直射照射，在太阳能利用中，受光面不仅可以接受到太阳的直射照射，而且还可吸

6、收其散射照射。而且还可吸收其散射照射。倾斜面可接受到总的太阳辐照度为以倾斜面可接受到总的太阳辐照度为以下三部分之和：下三部分之和：1）太阳直射辐射到倾斜面的部分；）太阳直射辐射到倾斜面的部分；2）天空散射到倾斜面的部分；）天空散射到倾斜面的部分；3）1、2两项反射到倾斜面上的部分。两项反射到倾斜面上的部分。 1）利用前面的球面三角形公式求出每天的）利用前面的球面三角形公式求出每天的r、 s和任意时刻的和任意时刻的As、 。 2）将到达水平面上的太阳辐照度分为直射）将到达水平面上的太阳辐照度分为直射辐照和散射辐照两部分。辐照和散射辐照两部分。 3）到达任意倾斜面的太阳辐射分成直射、）到达任意倾斜面的太阳辐射分成直射、散射和地面反射辐照三部分。散射和地面反射辐照三部分。 a、在不考虑气象条件变化时，地球的自转规律决定了一天中太阳辐射变化以正午12:00对称分布。 b、每天当太阳高度角5时，太阳辐照量可以忽略。因而每天辐照量的积分限从 =5的开始。 c、任一地区一年中，太阳辐射情况大致有