Інтенсивність прямої сонячної радіації

Потік прямої сонячної радіації на похилу поверхню ("beam-tilted") виражається формулою

(12)

де (Вт/м2) - потік прямої радіації біля земної поверхні на перпендикулярну променям поверхню ("beam-normal"), q – кут падіння, який дорівнює куту між сонячним променем і нормаллю поверхні.

Для горизонтальної поверхні кут падіння дорівнює зенітному куті: q = F і

Відношення радіації на похилій поверхні до радіації на горизонтальній поверхні називається коефіцієнтом нахилу прямої радіації

Відповідно пряма радіація на похилій поверхні дорівнює

Можна показати, що кут падіння для довільно орієнтованої площадки визначається співвідношенням

(16)

де b - кут нахилу майданчика до горизонтальної площини, a - висота Сонця, z - азимут Сонця, - азимут проекції нормалі до площадки на горизонтальну площину (рис.4). Азимути відраховуються від площини меридіана. Висота і азимут Сонця визначаються наведеними вище формулами (8) і (9).

Очевидно, коли , формула (16) зводиться до , як і повинно бути, оскільки .

Рис.4. Орієнтація приймальні майданчики

Якщо у формулі (13) використовувати знайдені раніше рівності для сонячних координат a (8) і z (9), отримаємо загальний вираз для косинуса кута падіння:

Формули (12), (17) виражають у загальному вигляді приход сонячної радіації на площадку в залежності від орієнтації останньої, яка визначається кутами b і , для будь-якої широти L і в різні моменти часу дня (часовий кут h) або року (схилення Сонця d). За допомогою зазначеної формули аналітично визначається добовий хід потоків прямого радіації, що падають на поверхню приймача (фотомодуля, колектора).

Окремі випадки, що випливають з формули (17):

- горизонтальна поверхня, β = 0, θ = Φ, кут падіння визначається виразом (8);

- вертикальна поверхня, β = 90 °,

- похила поверхня, орієнтована на південь (у північній півкулі), ,