第三章太阳辐射的计算与估算讲课.ppt

第三章 太阳辐射的计算与估算 参考书： 地面辐射平衡图 太阳辐射能的测量 （1）测量直接辐射可用直接辐射表。 直接辐射表构造主要由光筒和自动跟踪装置组成，在筒上装置JGS3石英玻璃片，它可透过0.3～3μm波长的太阳直接辐射。光筒内部由光栏、内筒、热电堆(感应面)、干燥剂筒等组成。感应部件是采用绕线电镀式多接点热电堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂层。热接点在感应面上，冷结点在机体内，在线性范围内产生的温差电势与太阳直接辐照度成正比。自动跟踪装置是由底板、纬度架、电机等组成。 温差电动势与太阳辐射强度成正比 （2） 光强计测量： JG—2型光功率计来大致测量。 主要由光电探测头、电流电压变换器、电压放大器、数显表和电压表组成，可以进行激光功率、功率密度(照度)的测量。 主要技术指标： 波长范围 400nm～1100nm； 标定波长 670nm，632．8nm，514．5nm，488．Onm，457．9nm，441．6nm 量 程： 0.01μW～100mW；测量分档 2 μW，20μW，200μW，2mW，20mW，200mW 太阳辐射光谱分布 太阳辐射在波长很长和很短的区域能量都很小，绝大部分在0.2~4μm波长范围 观测到太阳光谱可知λm=0.5023，根据维恩位移定律： T=2897.8/λm=5769K（太阳表面有效温度，黑体温度） 太阳辐射的总功率： σ-斯特潘-波尔兹曼常数，5.67×10-8w/（m2.K4） rs-太阳半径，696265Km 球面几何与太阳位置方程 球面三角的几个计算公式： 天穹和坐标 方位角——方角，天体与观察者连线在地平面上的投影线与南北方向线之间的夹角。 高度角——天体与观察者所处地平面的夹角。通常规定：向天顶方向取正，向天底方向取负。 太阳位置方程 赤黄角： 令高度角α=0，可得日出时角ωr和日落时角ωs 太阳方位角： 令高度角α=0，可得日出和日落时太阳方位角As 由于日出或日落时角只与纬度和一年中的第几天有关而已，因此一天昼长Td： 例1，计算34.5°N、110°E（华山）处，5月10日正午时太阳的高度角、方位角以及该日的日出、日落时间及其方位角。 解：天数n=130， 由赤纬角公式得： δ=17.5° 正午时，ω=0，则可求得太阳高度角为： 太阳方位角，As=0 日出和日落的时角有： 于是， 因此，日出时间为5点10分，日落时间为18点50分。 相应的太阳方位角为： 该日正午时太阳高度角73°，方位角0.该日日出时间为5点10分，太阳方位角是111.4°；日落时间是18点50分，相应方位角是-111.4°。 太阳时与时差 可收受的辐射 采集面上太阳直射辐射 采光场所平均日辐射量： N为同期内一天中最大日照时数，a，b为与地点相关的气候常数。 上界辐照量H0： Esc为太阳 常数 水平面与倾斜面上日辐射量比较