新能源发电技术第5.1讲 太阳辐射部分小结ppt课件.ppt

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1、太阳辐射小结太阳和地球（日地距离及日子数；太阳赤纬角及春分、秋分、冬至、夏至；太阳时与标准时）太阳辐射的光谱特性（太阳常数与光谱特性）及大气层对太阳辐射的影响（作用及表征）相对于平面和倾斜面的太阳位置（太阳角，日出和日落，跟踪太阳）大气层外的太阳辐射（水平面和倾斜面）地球表面的太阳辐射（水平面和倾斜面）地球的公转与赤纬角近日点远日点黄道平面地球自转轴地球自转轴与黄道平面夹角66o33’地心与太阳中心连线（午时太阳光线）与地球赤道平面夹角以年为周期变化，范围±23o27’，称太阳赤纬角阳光正射北回归线阳光正射南回归线阳光正射赤道阳光正射赤道太

2、阳赤纬角的计算常用公式日子数的计算：常规年份与闰年，查表月平均日：按某日算出大气层外的太阳辐射量和该月的日平均值最为接近，则将该日定作该月的平均日日子数赤纬角制定标准时间时采用的标准经度地球的自转与太阳时地球自转周期为24小时，时间可用角度来表示，每小时相当于地球自转15o。有关太阳角度的计算公式中均使用太阳时。特点：午时（中午12点）阳光正好通过当地子午线，即在空中最高点处。太阳时与标准时间的转换公式：太阳时＝标准时间＋E±4(Lst－Lloc)东半球为－西半球为＋当地经度考虑地球绕日公转时进动和转速变化而产生的时差修正，以分为单位考虑

3、所在地区经度与制定标准时间时采用的经度之差的修正，乘4可将角度转化为分时差修正的计算E＝9.87sin2B－7.53cosB－1.5sinB时差曲线月份时差/分太阳时角用角度表示的太阳时叫太阳时角；每一昼夜为变化周期太阳午时ω＝0o，上午取负值，下午取正值，每昼夜变化为±180o，每小时相当于15o。例如：上午11时，ω=-15°；上午8时，ω=-15°×（12-8）=-60°；下午1时，ω=15°；下午3时，ω=15°×3=45°。有关角度的定义太阳赤纬角δ(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

4、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β(Slope)集热器平面与水平面的夹角；normal有关角度的定义集热器方位角γ(Surfaceazimuthangle)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-180o～+180onormal有关角度的定义太阳高度角αs(Solaraltitudeangle)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。normal有关角度的定义太阳天顶

5、角θz(Zenithangle)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αs与太阳天顶角θz互为余角normal有关角度的定义太阳方位角γs(Solarazimuthangle)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－180o～180onormal有关角度的定义太阳入射角θ(Angleofincidence)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

6、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？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太阳入射角简化形式集热器朝南放置，方位角γ＝0的情形：对水平表面β＝0o，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β＝90o，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ω=0o；春、秋分日的正午时刻，δ=

7、0o，ω=0o；每天日出及日落时刻太阳处于地平面上，高度角为0o；水平面计算公式的几种特殊情况：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ωs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{ωs,ωss}太阳常数在大气层外、平均日地距离处，垂至于辐射传播方向上单位面积、1个小时内测得的太阳辐照度为1353W/m2，称为太阳常数。天文单位AU太阳能光谱特性大气层对太阳辐射的影响吸收，反射和散射大气质量到达地面的太阳

8、辐射量与太阳光线通过大气层的路径长短有关，路径越长表示被大气吸收、反射和散射的可能越多，到达地面的越少。大气质量表示太阳直射光线通过大气层时的实际光学厚度与大气层法向厚度之比，θ