Повна сонячна радіація

Повна сонячна радіація на поверхні, перпендикулярної сонячним променям, виражається сумою нормальної прямої радіації , дифузної і відбитої радіації :

Ослаблення СВ при проходженні через атмосферу може бути описано законом Буге-Ламберта, відповідно до якого інтенсивність прямої радіації експоненційно убуває із зростанням атмосферної маси m:

)

де - сонячна радіація на поверхні Землі в нехтуванні атмосферної масою, В - коефіцієнт поглинання СВ. Значення величини , в якої врахований ексцентриситет орбіти Землі, а також коефіцієнт прозорості атмосфери, дає стандарт ASHRAE[1]. У таблиці 1 наведені значення , а також коефіцієнта В. Атмосферна маса m визначається як

або за більш точною формулою

На поверхні, орієнтованої під довільним кутом q до сонячних променів, пряма радіація дається формулою (12).

Дифузна радіація на горизонтальній поверхні наближено обчислюється через пряму радіацію :

з коефіцієнтом С, який наведено в таблиці 1. Щоб обчислити дифузну радіацію , що припадає на похилу площину, треба скористатися формулою:

де

- кутовий фактор "surface-sky".

Інтенсивність випромінювання , яке відбито від землі та поперед розташованих об'єктів і падає на похилу поверхню, обчислюється як

де - коефіцієнт відбиття , в залежності від природи відображають об'єктів),

(28)

- кутовий фактор "surface-ground".

Повна радіація на похилій поверхні є сума:

Таблиця 1. Константи ASHRAE як усереднені величини для кожного місяця

Завдання на етап 1 «Розрахунок сонячної радіації»

Для свого варіанту (географічної точки)

1. Визначити справжній сонячний час (TST) і побудувати графік різниці сонячного часу і місцевого стандартного часу (LST) в залежності від N. Використовувати формули (1) - (3).

2. Обчислити висоту Сонця в залежності від годинного кута в призначений день N і побудувати графік. Знайти тривалість світлового дня.

3. Побудувати графік потоку радіації в залежності від часу доби в призначений день N на (а) горизонтальну поверхню; (б) поверхню, нахилену під кутом 40° і з азимутом .

4. Скласти програму для обчислення сумарної радіації протягом призначеного місяця, що приходить на поверхню фотомодуля, нахиленого під різними кутами b при. . Врахувати вплив атмосферної маси та визначити оптимальний кут b.

[1] ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers)