方位角不为零时太阳辐照的计算

中国地质大学(北京)数理学院 ■ 冯娟

北京昆兰新能源技术有限公司 ■ 李继超

0 引言

在太阳能有关的应用中，一般采取倾斜放置的方式来尽可能多的接收太阳辐照。对于一个特定的地区，太阳辐照量包括直射、散射、反射3部分，在水平面上的3个分量是根据多年观察得到的经验值，如何根据水平面上的值来计算斜面上的辐照量往往是太阳能利用中首先要考虑的问题。一般气象台站提供的只是水平面上太阳辐照量的数据，通常采用Klein S A[1]总结的计算方法，来确定朝向赤道倾斜面上的太阳辐照量。认为倾斜面上的太阳辐照总量Ht由直接辐照量Hbt、天空散射辐照量Hdt和地面反射辐照量Hrt3部分组成，并认为天空散射辐射是均匀分布的，显然这是不严格的。后来Hay J E[2]提出了天空散射辐射各向异性的模型，其表达式为：

其中：H、Hb和Hd分别为水平面上的太阳辐照总量、直接辐照量和散射辐照量；Rb为倾斜面和水平面上直接辐照量的比值；H0为大气层外水平辐照量；β为倾角；ρ为地物表面反射率。

以上计算关键之一就是Rb的计算，特别是在方位角不为零时计算比较复杂。文献[3-4]具体给出了方位角为零时的直射量比值的计算公式及推导过程，未给出方位角不为零时的推导。通过分析太阳辐照模型具体推导方位角不为零时的直射计算，给出比值的计算公式。

1 问题的分析

计算直射量的比值，需分析水平面上辐照与倾斜面辐照的不同，找到各自的计算公式，特别是通过水平面上现有公式的分析来得到倾斜面上的计算公式。……