倾斜面上辐射量的计算.doc

倾斜面上辐射量的计算 直接辅射 不同倾斜面上的直射辐照度可利用下式求出： S（β，α）= Sm·cosθ 式中θ是太阳光线对倾斜面的入射角，可由下式得出： cosθ=cosβSinh+Sinβcoshcos(Ψ-α) 式中β是倾斜面与水平面间的夹角，h是太阳高度角，Ψ是太阳的方位角，α是倾斜面的方位角，方位角从正南算起，向西为正，向东为负。对于水平面来说，由于β=0，所以cosθ=Sinh，因此： S（0，0）= Sm·Sinh 设KS=S（β，α）/S（0，0），将前面的公式代入，则有： KS=cosθ/Sinh=cosβ+Sinβ·cos(Ψ-α) /tanh KS称为换算系数。 有了KS值，根据水平面上的辐射值很容易求出倾斜面的辐射值。对于不同时段的曝辐射量，也是如此。只时求算KS时，Ψ、α、h等值要代入相应时段的平均值。 当计算较长时段内的曝辐射量时，如日总量，使用换算系数也很方便，只是这时的KS值应从实测值中得出，而不能用上述几何关系计算出来。对于实用来说，用月平均日总量的KS值最方便，它比个别日子的KS值对云量和透明状况的依赖性更少。其他影响KS的因子是地点的纬度、倾斜面的朝向和月份等。表13给出了不同纬度三种倾斜角度月平均日总量的KS值。 散射辐射 计算不同朝向倾斜面上的散射辐照度，困难要大得多。通常的解决办法是假定辐射是各向同性的，即呈均匀分布。这样，散射辐照度Ed↓和反射辐照度Er↑可按下列公式计算。 Ed↓（β，α）= Ed↓(1+ Cosβ)/2 Er↑（β，α）= Er↑(1- Cosβ)/2 式中Ed↓和Er↑是水面上的散射和反射辐照度。 不过，用下式根据水平面上的散射辐照度计算倾斜面上的散射辐照度，要比利用各向同性的假设更准确此。 Ed↓（β，α）+ Er↑（β，α）=K(Ed+ Er)·Ed↓ 换算系数K（Ed+Er）d+Er）g↓（β，α）=Ks·Sm+ Ed↓(1+ Cosβ)/2+ Er↑(1- Cosβ)/2 不过，对于大多数用户来说，通过换算系数Kg直接从水平面的总辐射求出Eg↓(β，α)更方便，即 Eg↓（β，α）=Kg·Eg↓ 表15 是国外发表的在一些情况下总辐射月平均日总量的Kg值。 表14 晴天落日垂直面上的散射辐照度相对值 (下垫面—草地,反射系数—约20%) (Ψ-α) 度 h(度) 2 5 10 30 50 70 B=0.05 0 5.8 3.6 2.6 2.2 2.0 1.8 40 3.5 2.2 1.7 1.8 1.9 1.8 90 1.7 1.1 0.9 1.3 1.6 1.7 130 1.0 0.7 0.7 1.1 1.4 1.6 180 0.7 0.4 0.5 0.9 1.2 1.4 B=0.10 0 4.4 3.1 2.6 2.2 1.7 1.5 40 2.7 2.2 2.0 1.9 1.5 1.4 90 1.6 1.4 1.2 1.2 1.2 1.3 130 1.1 1.0 0.8 0.9 1.0 1.2 180 0.7 0.7 0.6 0.7 0.9 1.1 B=0.15 0 3.9 3.3 2.6 1.9 1.5 1.2 40 2.6 2.4 2.0 1.6 1.3 1.1 90 1.4 1.4 1.2 1.1 1.0 1.0 130 0.9 0.8 0.7 0.8 0.9 0.9 180 0.6 0.6 0.5 0.6 0.7 0.8 B=0.20 0 4.5 3.3 2.4 1.6 1.3 1.0 40 3.1 2.5 2.0 1.4 1.1 1.0 90 1.6 1.4 1.1 0.9 0.9 0.8 130 0.6 0.6 0.5 0.7 0.7 0.7 180 0.3 0.4 0.4 0.5 0.6 0.7 计算实例：例1．已知Eg=845W/M2，Ed=845W/M2，反射系数ρ=0.20，计算北纬45°某地6月16日真太阳时11时朝南30°倾斜面上的直射、散射、反射和总辐射照度。 水平面上的直射辐照度 Sm=Eg↓- Ed↓=705W/ M2 太阳高度角h和方位角Ψ可由下式得出 Sinh=Sin Sinδ+CosCosδCosτ =0.707×0.396+0.707×0.918×0.966 =0.907 ∴h=65.1° SinΨ=CosδSinτ/Cosh=-0.238/0.421=-0.566 因为是午前11时，太阳偏东Ψ=-34.5° Ψ-α=-34.5°-0°=-3