变倾角倾斜面上太阳辐射总量的气候学计算

变倾角倾斜面上太阳辐射总量的气候学计算

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1、第14卷第1期广西科学院学报Vol.14,No.11998年2月JournalofGuangxiAcademyofSciencesFebruary1998*变倾角倾斜面上太阳辐射总量的气候学计算CalculationofGlobalSolarRadiationonInclinedPlaneinDifferentInclinationAngles蒙沛南郑宏飞何小荣MengPeinanZhengHongfeiHeXiaorong(广西大学物理系南宁530004)(Dept.ofPhys.,GuangxiUniv.,Nanni

2、ng,530004)摘要以水平面上的太阳辐射日总量的气候学计算公式为基础,导出了不同方位变倾角倾斜面上的太阳辐射日总量的气候学计算公式,并根据广西的太阳辐射数据,选定南宁地区为实例,计算了南宁地区斜面倾角在0°~90°之间变化,方位角分别为0、P/2、P、--P/2等情况下,斜面上的太阳辐射收入的旬平均日总量,作出了Ht-d-s三维图及它们的等值图。关键词气候学计算太阳辐射总量变倾角倾斜面AbstractBasedontheclimatologyformulasofdailyamountofsolarra-diation

3、onhorizontalplane,theclimatologyformulasofdailyamountofsolarradiationoninclinedplaneindiffrentpositionandinclinationanglearepresented.UsingthedataofsolarradiationofGuangxiandselectingNanningregionasapracticalexample,theten-daymeandailyamountofthesolarradiationona

4、ninclinedplaneiscalculatedfortheinclinationofinclinedplanevaryingfrom0°to90°anditsazimuthbeing0,P/2,P,-P/2,respectively.Ht-d-sthree-dimensionfiguresanditsisogramsaregivenout.Keywordsclimatologycalculation,globalsolarradiation,variationalin-clinationangle,inclined

5、plane中图法分类号P422.1太阳辐射平均日总量的气候学计算,是评估当地太阳能资源的重要参数,也是太阳能利用工程中不可缺少的理论依据。以往人们对太阳辐射量的气候学计算多注重于水平面上的数值计算,但绝大多数太阳能利用装置均是倾斜放置的。对倾斜面最佳倾角的研究,国内外都1996-09-28收稿,1997-04-18修回。*国家自然科学基金资助项目(59366005)第1期蒙沛南等:变倾角倾斜面上太阳辐射总量的气候学计算13[1,2][3]给出了不少报道。对不同朝向变倾角斜面的气候学计算也有报道。但由于斜面斜角与日历天数的

6、关系密切,同时考查辐射量、日历天数和斜面倾角三者关系,往往需要进行相当繁琐的计算,所以对这方面进行研究的不多。[3,4,5]另外,目前国内外已有不少学者对朝南倾斜面作了不少研究。朝南的倾斜面计算起来较为简单,相关参数也相对较少。但对整年来看,特别是对低纬度地区,一年中有不少时[3]间,例如夏季朝东、朝西和朝北3个方向的倾斜面上的太阳辐射收入往往比朝南的还多。因此,对朝东、朝西和朝北3个方向的倾斜面上的太阳辐射的数值计算也是很重要的。特别对在夏季需要最大辐射收入的太阳能利用装置,如太阳能空调装置、太阳能开水器和太阳能发电等

7、更是如此。本文正是基于上述讨论,以水平面上的太阳辐射日总量的气候学计算公式为基础,导出了不同方位变倾角倾斜面上的太阳辐射日总量的气候学计算公式,并根据广西的太阳辐射数据,选定南宁地区为实例,计算了南宁地区斜面倾角在0°~90°之间变化,方位角分别-为0、P/2、P、-P/2等情况下,斜面上的太阳辐射收入的旬平均日总量,作出了Ht-d-s三维图及它们的等值图。1倾斜面上太阳辐射总量的气候学计算公式a[4]水平面上太阳辐射总量的气候学计算一般都采用ANGSTROM给出的经验公式----H=H0〔a+b(n/N)〕(1)--式

8、中H和H0分别表示水平面上太阳辐射总量的日平均值和当地太阳天文辐射的日平均值;--(n/N)为当地的日照百分率的日平均值;a、b是与当地气候条件、大气透明状况等因素有关的经验系数。该经验公式由于能给出较满意的计算结果,所以被许多专家学者所采用。根据晴天模型,倾斜面上太阳辐射总量的计算公式一般可写为:-------Ht

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