倾斜面上的太阳辐射强度的计算

1、7/7/2020，1，太阳能利用，第1章，太阳辐射，7/7/2020，2，11，地球的旋转和公转，1。地球自转的基本概念：地球围绕其轴从西向东连续自转，周期为24小时。由于地球的旋转，出现了昼夜交替的现象。黄道平面：地球围绕太阳运行的轨道平面。地球旋转轴和黄道平面法线之间的夹角是2327度。2020年7月3日，地球公转：由于地球自转轴与黄道平面法线之间的夹角为2327，地球自转轴在公转过程中在空间方向上保持不变，太阳光线有时指向赤道，有时指向南方，有时指向北方，从而在地球上形成季节变化。地球自转和公转，春分(321):阳光直射赤道，冬至(1221):阳光直射北回归线，夏至(621):阳光直射北

2、回归线，秋分(921):阳光直射赤道。它与地区无关，只取决于日期：其中：赤纬角n是一年的日期序号。7/7/2020，5，122，小时角的定义：地球每小时自转的角度是15，所以地球一天自转的角度可以用来表示时间。地球自转的角度，用来表示时间，叫做小时角，它规定中午的小时角为零，早上的小时角为负，下午的小时角为正。根据太阳视时H的规定，中午是当地太阳位于正南的时刻。时差e:是视在太阳时和时钟指示的时间(平太阳时)之间的差值。时差产生的原因如下：(1)太阳和地球之间的距离和相对位置随时间而变化。(2)地球的赤道面与黄道面(2327)形成一定的夹角。12，太阳角，7/7/2020，6/12，太阳角，全

3、年每天的时间e(单位，分钟)可通过以下公式近似计算：每个月21日的时差e，7/7/2020，7，视在太阳时间h与区域标准时间Hs之间的转换，12，太阳角L当地经度，单位：Ls经度基于当地标准，单位为；对于东半球，采取积极的态度，对于西半球，采取消极的态度。例1:计算昆明地区6月21日东经102的视太阳时与北京时间的关系。6月21日：1.4；北京时间是基于东经120度，即Ls120；因此，12，太阳角：7/7/2020，9，12，太阳角，123，太阳高度角H定义了地球表面上的一个点与太阳之间的连线与地平面之间的角度。它可以通过以下公式计算：其中：本地纬度，单位；倾角，英寸；太阳时角，单位：7/7

4、/2020，10、可以看出，太阳高角h随地区、季节和日时的变化而变化。定义：地球表面某一点的水平面法线与太阳光线之间的角度。它可以通过以下公式计算：7/7/2020，11，12，太阳角，125，太阳方位角定义：水平面上从太阳到地面上给定点的连线投影与正南方向(本地子午线)之间的角度。规则：东方是消极的，西方是积极的。7/7/2020，12，12，太阳角和太阳方位角可由下式计算：当由上式计算的sin大于1时，太阳方位角由下式计算：7/7/2020，13，12，太阳角，7/7，对于水平面：0，对于垂直面：90，7/7/2020，15，12，太阳角，任何表面的方位角定义为法线投影之间的角度规则：面对

5、东方时消极，面对西方时积极。定义：太阳入射光线与平面法线之间的角度。太阳的入射角I可由下列公式计算：式中：斜面的倾角，单位为；太阳方位角，单位：斜面方位角，单位：太阳高度角。，7/7/2020，17，12，太阳角，一些特殊情况：对于水平面，0，则：对于垂直面，90，则：对于面向正南的斜面，0，则：7/7/2020，18，12，太阳角，127，使sinh0，则：其中：正值对应于日落小时角，负值对应于上升小时角。7/7/2020，19，例2:计算昆明地区7月21日的日照时间，纬度25。7月21日：23.44；北纬25度：12，太阳角、日照时间t:7/7/2020，20，13，太阳辐射强度的计算，1

6、31，直接辐射，散射辐射和总辐射，基本概念散射辐射：太阳辐射的这一部分已经改变其原始传播方向到达地球表面，并且没有通过大气和云的反射、折射和散射的特定方向直接辐射：太阳辐射的这一部分没有被地球大气吸收、反射和折射，仍然保持其原始方向到达地球表面。总太阳辐射：散射辐射和直接辐射的总和。7/7/2020，21/13，太阳辐射强度的计算，132，太阳常数的定义：当太阳和地球之间的距离为年平均值时，在地球大气层的上边界和垂直于太阳光线的表面上每单位面积和每单位时间接收的太阳辐射能量表示为I0。最新测量结果显示：101367瓦/平方米。7/7/2020，22/13，太阳辐射强度的计算，每个月大气层外边界

7、太阳辐射强度的变化，最大月和最小月之间的差值约为7。为什么太阳能常数在一月份最高，而中国的温度在一月份较低？7/7/2020，23，13，太阳辐射强度的计算，133，空气质量的定义m:当太阳位于天顶位置时，穿过地球大气层的太阳光线距离与穿过地球大气层的太阳光线距离之比。它与通常所说的“质量”完全不同。根据规定，当太阳位于海平面的天顶位置时，太阳光线垂直照射的距离为1。忽略地球曲率的影响，空气质量m按以下公式计算：7/7/2020，24，13，太阳辐射强度的计算，134，晴天地球表面太阳辐射强度计算的基本概念，正常太阳辐射强度IDN:垂直于太阳光线的表面上的直接太阳辐射强度(即太阳光线的法线方向)。其中：大气垂直和外边界I0处的太阳辐射强度；p .大气透明度系数；光通过的气团。7/7/2020，25，13，太阳辐射强度的计算，水平直接太阳辐射强度IDH，在直角OAB，有：7/7/2020，26，13，太阳辐射强度的计算，水平散射辐射强度IdH，总辐射强度ih，7/。Id斜面上的漫射太阳辐射强度；在红外斜面上获得的地面反射辐射强度。斜面一总辐射强度，2020年7月7