乌鲁木齐地区太阳能集热器最佳倾角计算

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1、共喊口咽峨日西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室李华山一引言和分别为倾斜面上的直射辐射量、天空散射辐,水平面乌鲁木齐地区太阳能资源丰富上年太射量和地面反射辐射量与水平面上的辐射量之比,一,。阳辐射总量达积极开发利用乌为地面反射率取二,、鲁木齐地区的太阳能资源是满足该地区持续增长的卜是大气透明度的函数取决于云量水蒸气。能源需求和节能降耗的重要途径和微粒的浓度,计算表达式为。集热器是太阳能利用系统的关键组成部分集。,、,。几兀压,‘‘,,热,气尹优厄百价器倾角不同使得各个月份集热器表面接收到的。,兀、。,、辐射量差别很大集热器

2、倾角的选择关系到整个系怀‘戈‘二怀,“。而统的全年使用率传统的观点认为全年性太阳能利式中为当地纬度、为太阳对水平面的日‘〕。用系统集热器最佳倾角取当地纬度该方法忽略、落时角为太阳对集热器倾斜面的日落时角占为,了当地太阳辐射状况对集热器倾角的影响显然不,,、、,。、,,,,八二、一·,一,”。。,赤纬角其中为日序够合理因为对于特定地区太阳能集热器的最佳徽犷,倾角不仅受地理纬度的影响与当地的太阳辐射状、一碑匀。况和日照长短等因素亦有很大关系。、、,一价功占理论上讲集热器的最佳倾角应当是随月份变化利用异质分布模型计算倾斜面上的天空散

3、,、,的但由于自动跟踪装置成本高使用维护复杂实射辐射量。异质分布模型认为倾斜面上天空散际应用的太阳能利用系统集热器的倾角一般都是固射辐射量是由太阳光盘的辐射量和其余天空弯顶同。,定的本文根据乌鲁木齐地区辐射资料以太阳能质分布的散射辐射,量两部分组成则有,集热器全年接收到的太阳辐射量达到最大为原则·一,,均‘,计算乌鲁木齐地区全年性太阳能利用系统集热器的鲁合骨一最佳倾角,并就集热器倾斜面上的月平均太阳辐照式中为大气层外水平面上一天内的太阳辐度和月累计辐射量随月份的波动情况与以当地纬度射量。。作为最佳倾角的集热器进行比较、。。兀二

4、倾斜面上总辐射量刀九、,【样蕊怀司在北半球正南向为太阳能集热器的最佳朝。。,其中太向我国地处北半球因此乌鲁木齐地区太阳能集阳常数。,热器的最佳朝向为正南向要计算集热器的最佳倾地面反射引起的散射辐射是同质分布的有。角首先要计算倾斜面上的太阳辐射量倾斜角度为一刀,刀的太阳能集热棚上所能接收到的太阳辐射总量价由直接太阳辐射量、天空散射辐射量和地面反射辐推导可以得出集热器倾斜面上总辐射量的,表达式射量三部分组成即““一刀声从从价、、汇‘,‘川“二合一万从坑资会,、式中从和从分别为水平面上一天内接收一刀到的太阳辐射总量、直射辐射量和散射

5、辐射量、二艺一一一一一一一国口咽崔栩确妇血,结合各地水平面利用上述公式上的太阳总辐射和散射辐射数据,可以计算出各地不同倾角的集热器倾斜面上的太阳辐射量。三乌鲁木齐地区的辐射特征“,,乌鲁木齐北纬东经地处欧亚大,、,陆腹地位于天山北麓准噶尔盆地南缘平均海拔米,属中温带半干旱大陆性气候,地势起伏大,山地较多,春秋两季较短,冬夏两季较长,太,,。阳辐射强光照充足太阳能资源属于二类地区表图集热器斜面上的全年总辐射量随倾角的变化关系一“,是年乌鲁木齐地区多年平均月累积辐进一步将集热器倾角步进调整为对集热。,射量及日照时间器的最佳倾角进行

6、精确计算得到乌鲁木齐地区最佳集热,器倾角为这与传统观点认为的以当地表一年乌鲁木齐地区多年平均月累积辐射量纬度作为集热器最佳倾角稍有差异。及日照时分别以最佳倾角和当地纬度作为倾,对集热角器倾斜面上的月平均太阳辐照度和月累积辐射量随月份的变化关系做进一步分析,如图、。,图所示从图中可以看出两种倾角的太阳能集四计算与分析,采按月平均值用语言编程对集热器倾斜面上全年太阳辐射总,量进行计算集热器倾角从变,“。化到步进为集热器斜面上的全年总辐射量随倾角的变化关系如图所示。从,图可以看出集热器倾斜面上全年接收到的太阳辐射总量随集热器倾角的增

7、大呈先增加后减小的趋势,峰值出现在一之间,即表明乌鲁木齐地区太阳能集热器的最佳倾角应在一之。,,间在峰值出现以前随着集热器倾角的增大倾斜面上全年接收的总辐射,量逐渐增加在峰值以后,图“集热器耕随着集热器倾角的继续增大集热器斜面接收的全曲上的月累积辐尉量随月份的变化关系,特一,年总辐射量开始下降别是在之间总热器倾斜面上的月平均太阳辐照度和月累积辐射量。,辐射量急剧下降随月份变化的趋势基本一致一月份月平均辐一一一一————区域聚焦,太阳能的利用开发近年来得到世界各国的普遍照度先减小后增大最小月平均太阳辐照度出现在。,关注太阳能集热

8、器作为太阳能利用系统的关键组月最大值出现在月而倾斜面上的月累积辐,、,,射量则是先增加后减小最大值出现在月月成部分其倾角的选择直接决定着太阳能利用系统,。。二者基本相当月的累计辐射量最小的性能本文在获得乌鲁木齐地区辐射资料的基础,,一一,上计算得出该地区全年性太从图还可以看出