新能源发电技术第3讲太阳辐射II课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,上周习题,1、计算每月1日及冬至（12月21日）、夏至（6月21日）、春分（3月20日）、秋分（9月23日）各日的太阳赤纬角以西安地区2000年为参考）,日子数,赤纬角,.,2.计算9月11日北京时间上午10点，哈尔滨、北京、西安和乌鲁木齐4个城市的太阳时和太阳时角哈尔滨：东经126,46；北京：东经11617；西安：东经10854；乌鲁木齐：东经8737）,推荐每月的平均日及相应的日子数,月份,各月第,i天,日子数的算式,月平均日,各月的平均日,该天的日子数,赤纬角,注意：对于闰年3月份之前的日子数n要加1；对于纬度大于66.5,o,的地区不适用解：所用公式：,太阳时标准时间 E 4(,L,st,L,loc),E9.87sin2B7.53cosB1.5sinB,E=9.87(-0.309)-7.53(-0.988)-1.50.156=4,北京：北京：东经120,太阳时=10点；,太阳时角=-15（12-10）=-30,哈尔滨：东经12646=126.77,太阳时=10：00+4-4（120-126.77）=10：31,太阳时角=-15（12：00-10:31）=-22.5,西安：东经10854=108.9,太阳时=10：00+4-4（120-108.9）=09：20,太阳时角=-15（12：00-9:20）=-40,乌鲁木齐：东经8737=87.62,太阳时=10：00+4-4（120-87.62）=07：55,太阳时角=-15（12：00-7:55）=-61,.,2.2 太阳辐射,6.集热面上太阳入射角的计算,7.跟踪太阳的集热面计算,.,有关角度的定义,纬度,(Latitude),定义：,本地法线与赤道平面间的夹角,。

在立体几何上是一个线面角度量：以赤道为起算面的，赤道以北为北纬，赤道以南为南纬向北划分从090，向南划分从090经度,(,Longitude,),定义：本地子午面与本初子午面的夹角在立体几何上是一个两面角度量：以本初子午面为起算面，在赤道上向东向西两个方向度量，从0度到180，以0经线（本初子午线）为界，0经线以西为西经，0经线以东为东经，东西经180经线为同一条经线有关角度的定义,太阳赤纬角,(Declination),太阳光线与地球赤道面所夹的角度赤纬角从赤道面算起，向北为正，向南为负一年当中，不同的季节，赤纬角不同在南北纬,23.45,之间作周期性的变化；,.,有关角度的定义,集热器倾斜角,(Slope),集热器平面与水平面的夹角；,.,有关角度的定义,集热器方位角,(Surface azimuth angle),集热器表面法线在地平面上的投影与正南方向的夹角；规定正南方为,0,度，向西为正，向东为负，变化范围是,-180,o,+180,o,.,有关角度的定义,太阳高度角,s,(Solar altitude angle),从地面某一观察点向太阳中心作一条射线，该射线与其在地面上的投影线的夹角。

有关角度的定义,太阳天顶角,z,(Zenith angle),从地面某一观察点向太阳中心作一条射线，该射线与地面法线的夹角太阳高度角,s,与,太阳天顶角,z,互为余角,.,有关角度的定义,太阳方位角,s,(Solar azimuth angle),从地面某一观察点向太阳中心作一条射线，该射线地面投影线与,正南,方向的夹角东,南,北,西,当前图示太阳方位角的符号,约定,正南方为零度；,向西为正；,向东为负；,变化范围是,180,o,180,o,.,有关角度的定义,太阳入射角,(Angle of incidence),太阳光线与集热器表面法线之间的夹角对于计算集热器表面辐射量来说，最重要的是确定入射角实际使用时太阳入射角越小集热效果越好入射角和其它角度间的关系,太阳赤纬角,地理纬度,集热器倾斜角,集热器方位角,太阳时角,对于计算集热器表面辐射量来说，最重要的是确定入射角入射角与其它角度的函数关系？,.,天球坐标系,地球位于,天球球心,地轴,无限延长与天球交于两点，,天北极,和,天南极,地球赤道无限扩大，与天球相交于,天赤道,天球上任一点的位置用,赤纬,和,赤经,表示,天赤纬,表示天球上一点距天赤道的角距离，天赤道与天北极 之间为正，天赤道与天南极之间为负,太阳沿黄道平面运行，运行周期为,1,年,.,入射角和其它角度间的关系,可用于计算任何地理位置、任何时候、太阳能集热器处于任何几何位置上的太阳入射角,可利用天球坐标系及球面三角关系式推导,.,太阳入射角简化形式,集热器朝南放置，方位角,0的情形：,对水平表面,0,o,，则有,水平位置入射角计算公式，太阳高度角计算公式,对垂直表面,90,o,，则有,窗户及墙面上的太阳入射角计算公式,.,几种特殊情况下的太阳入射角,正午时刻，时角,=0,o,；,春、秋分日的正午时刻，,=0,o,，,=0,o,；,每天日出及日落时刻,太阳处于地平面上，高度角为0,o,；,水平面计算公式的几种特殊情况：,.,例题1,求,2,月,13,日,10:30,（太阳时）位于西经,89.4,o,，北纬,43,o,处的一个太阳能集热器表面的太阳入射角，已知该表面倾斜角为,45,o,。

15,o,=45,o,=45,o,=43,o,.,推荐每月的平均日及相应的日子数,月份,各月第,i天,日子数的算式,月平均日,各月的平均日,该天的日子数,赤纬角,注意：对于闰年3月份之前的日子数n要加1；对于纬度大于66.5,o,的地区不适用例1：求2月13日10:30（太阳时）位于西经89.4，北纬43处的一个朝南放置的太阳能集热器表面的太阳入射角，已知该表面倾斜角为45解：所用公式：,已知：,=-15（12：00-10：30）=-22.5,=43，=45,得：,=arccos0.904=25.3,.,日照时间,太阳在地平面的出没瞬间，其太阳高度角 若不考虑地表曲率及大气折射的影响，可得,s,为日出或日没时角，以度表示，正为日没时角，负为日出时角一天中可能日照时间为,.,日照时间,倾斜面上可能日照时间为,倾斜面上可能日照时角为min,s,ss,.,例2：求西安（东经10854，北纬3403）2000年春分、秋分、冬至、夏至日的可能日照时间解：已知：=3403=34.5，,春分、秋分日=0，,冬至日=-23.4，夏至日=23.4,得：春分秋分日：,.,冬至日：,夏至日：,.,由纬度和赤纬求冬夏日落时间,.,太阳高度角和太阳方位角的计算,太阳方位角计算公式,太阳高度角计算公式,.,例题3,某地处于北纬,43,o,，分别计算,1,）,2,月,13,日上午,9:30,；,2,）,6,月,1,日下午,6:30,两种情况的太阳天顶角和太阳方位角。

解：所用公式：,1）已知：,=-15（12：00-9：30）=-37.5=43,得：,Z,=90-arcsin(0.4138)=65.6,.,2)已知,=156:30=97.5 =43,Z,=90-arcsin(0.1665)=80,.,2.2 太阳辐射,6.集热面上太阳入射角的计算,7.跟踪太阳的集热面计算,.,跟踪方式1,集热器平面沿东西向水平轴，每天调节一次，以使中午太阳光始终保持与集热器相垂直,太阳入射角,平面倾角,方位角,.,跟踪方式2,为使太阳入射角最小，集热器平面连续沿着东西向的水平轴调节,太阳入射角,平面倾角,方位角,.,跟踪方式3,为使太阳入射角最小，集热器平面连续沿着南北向的水平轴调节,太阳入射角,平面倾角,方位角,.,跟踪方式4,集热器平面连续沿着平行于地球自转轴方向的南北轴调节,太阳入射角,平面倾角,方位角,.,跟踪方式5,集热器沿双轴连续跟踪，始终使太阳光垂直于集热器平面,太阳入射角,平面倾角,方位角,.,跟踪方式6,集热器倾角固定，绕竖直轴旋转调节使得集热器方位角与太阳方位角相等时太阳入射角最小,太阳入射角,平面倾角,方位角,.,课后习题,1.在2月10日14:00时，计算位于北纬43.3,o,，符合下面条件的某集热器表面 太阳入射角。

1)水平放置；,2)面向正南，倾斜60,o,放置；,2.计算下列条件下，A(北纬43,o,)和B(北纬25.78,o,)两地的日落太阳时角和白昼持续的时间1)1月1日；2)3月22日；,3)7月1日；4)2月平均日,.,THE END,.,。