入射太阳辐射计算
到达地球表面任意坡面上的太阳直接辐射公式
任何太阳直接辐射公式在任何斜坡上到达地球表面，是太阳能和环境科学领域的重要计算。
这种公式有助于确定在不同角度到达地球表面的太阳辐射量，并可用于优化太阳能板和太阳能系统的位置。
太阳直射辐射是指在从太阳到地球表面的直线上行驶，而不会被大气分散或吸收的太阳能量。
这种辐射对了解可以捕获和用于各种应用的太阳能数量很重要。
计算斜面太阳直接辐射的公式考虑到太阳高程角、坡度角和方位角。
太阳仰角是水平平面与视线对太阳的仰角。
斜角为表面倾角角角，方位角为向北方向与水平平面上太阳射线投射之间的角。
计算斜面上的太阳直线辐射，可以使用以下公式： 1。
I=Io ×（cos（θ）×cos（β）×罪（φ） +罪（θ）×罪（β））
在下列地点：
I=斜面上的太阳直接辐射（W、m…2）
Io = 地球外太阳辐射（W、m…2）
θ=太阳高角（度）
β = 坡角（度）
φ=方位角（度）
在这个公式中，外星太阳辐射木卫一是一个恒定值，代表大气顶部的太阳辐射。
太阳仰角θ可以根据日时和观察者的位置计算。
坡角β和方位角++由表面方向决定。
通过使用这一公式，可以计算在任何斜坡，任何时间，任何地点到达地球表面的太阳直射量。
这些信息可用于设计和优化太阳能系统，以及研究太阳辐射对环境的影响。
计算斜面上的太阳直接辐射的公式是了解可以捕获和用于各种应用的太阳能数量的重要工具。
通过考虑太阳高程角，坡度角，方位角，可以准确计算地球表面任何坡度上的太阳直接辐射。
这些信息对于太阳能系统的设计和优化以及环境研究和研究都十分宝贵。
太阳辐射强度和最佳倾角的计算方法 李旭
P——大气透明系数
水平面直射太阳辐射强度IDH
IDH= IDNsinh= I0Pmsinh
水平面散射辐射强度IdH
IdH11?Pm?I0) 21?1.4lnP
太阳入射角i
cosi=cos?sinh?sin?coshcos(???)
?为斜面的方位角
散射辐射：经过大气和云层的反射、折射、散射作用改变了原来的传播方向达到地球表面的、并无特定方向的这部分太阳辐射。
直射辐射：未被地球大气层吸收、反射及折射仍保持原来的方向直达地球表面的这部分太阳辐射。
总太阳辐射：散射辐射与直射辐射的总和。
太阳辐射强度和最佳倾角的计算方法
赤纬角?的计算方法
?=23.45Sin(360?
?——赤纬角。
N——为一年中的日期序号。
太阳角h
sinh=Sin?Sin??cos?cos? 284?n) 365
?——当地纬度
太阳的方位角?：太阳至地面上某给定点的连线在水平面上的投影与正南向（当地子午线）的夹角。规定：偏东为负，偏，地球大气层上边界处，垂直于太阳光线的表面上，单位面积、单位时间所接受的太阳辐射能，以I0 表示
大气质量m：太阳光线穿过地球大气层的路程与太阳在天顶位置时光线穿过地球大气层的路程之比。 1m= sinh
法向太阳辐射强度IDN：与太阳光线相垂直的表面上（即太阳光线法线方向）的太阳直射辐射强度。
徐州地区太阳辐射强度的计算
徐州地区太阳辐射强度的计算 1.1 太阳辐射强度的计算基础知识 1.1.1 日地相对运动与赤纬角贯穿地球中心与南北两极相连的线称为地轴。
地球除了绕地轴自转以每天(24h)为一个周期外；同时又沿椭圆形轨道围绕太阳进行公转，运行周期约为一年。
太阳位于椭圆形的一个焦点上。
该椭圆形轨道称为黄道，在黄道平面内长半袖约为152 。
短半轴约为 ；椭圆偏心率不大，1月l 日为近日点，日地距离约 ；7月1日为远日点时 ，相差约3％。
一年中任一天的日地距离可以表示为：81.510[10.017sin(2(93)/365)]R n km π=⨯+-式中 R --- 日地距离 ；n --- 为1月1日算起，一年中的第几天 ；地球的赤道平面与黄道平面的夹角称为赤黄角，它就是地轴与黄道平面法线间的夹角，在一年中的任一时刻皆保持为23.45°。
太阳、地球的相对运动如图所示以太为中心的日-地俯视图以地球为中心的俯视图在地球上任一位置观察太阳在天空中每天的视运动是以年为周期性变化的，并取决于太阳赤纬角的大小。
赤纬角δ即正午时的太阳光与地球赤道平面间的夹角。
取赤道向北为正方向，而向南为负方向，用δ表示。
赤纬角δ从+23.45°到-23.45°变化，它导致地球表面上太阳辐射入射角的变化，使白天的长短随季节性有所不同。
在赤道地区，从太阳升起到日落的持续时间为12h。
但在较高纬度地区，不同季节其昼长就有相当大变化。
赤纬角δ是地球围绕太阳运行规律造成的，它使地球上不同的地理位置所接受到的太阳入射光线方向不同，从而形成地球上一年有四季的变化。
一年中有四个特殊日期，即：夏至、冬至、春分、秋分。
北半球夏至（6月21日或22日）阳光正射北回归线赤纬角δ=23.45°；北半球冬至（12月22日或21日），太阳光线正射南回归线，δ=-23.45°；春分（3月20日或21日）和秋分（9月22日或23日）太阳正射赤道，赤纬角都为零，地球南北半球昼夜长度相等。
建筑热工设计计算公式及参数
建筑热工设计计算公式及参数
以下是建筑热工设计常用的计算公式和参数：
1.建筑热负荷计算公式：
建筑热负荷（Q）=冷负荷（Qc）+供暖负荷（Qh）+通风负荷（Qv）
其中，冷负荷计算公式为：Qc=(Ql+Qw+Qv)
供暖负荷计算公式为：Qh=(Ql+Qw+Qv)
通风负荷计算公式为：Qv=V（t1-t2）ρc
其中，V为室内空气流量，t1为新风温度，t2为室内空气平均温度，ρc为空气密度和比热容之积。
2.热传导计算公式：
热传导热阻（R）=L/(λ*A)
其中，L为热传导距离，λ为材料的热导率，A为传导截面面积。
3.热辐射计算公式：
热辐射（Qr）=ε*σ*A*(T1^4-T2^4)
其中，ε为材料表面的辐射率，σ为斯特藩－玻尔兹曼常数，A为
辐射表面积，T1和T2分别为表面温度和环境温度。
4.太阳辐射计算公式：
太阳辐射（Qs）= G * A * f * k * cosθ
其中，G为太阳总辐射，A为所接受辐射的面积，f为表面吸收系数，k为太阳辐射入射角度与法线夹角的余弦值，θ为太阳高度角。
5.空气换算参数：
空气换算需要使用以下参数：
空气密度ρ=P/(R*T)
其中，P为大气压强，R为气体常数，T为气温。
6.热容量计算公式：
热容量（C）=m*c
其中，m为物体质量，c为物体比热容。
以上是建筑热工设计中常用的计算公式和参数，通过这些公式和参数
可以计算建筑的热负荷、热传导、热辐射、太阳辐射以及空气换算等关键
指标，从而指导建筑的热工设计和能源利用优化。
太阳辐射计算讲座
太阳能990206
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实例：计算东经110°北回归线上1999年6月23日北京时12∶42的太阳高度角及 当日的日落时的方位角。 计算：将JD=110，JF=0，NF=1999，Y=6，R=23，S=12，F=42，各参数输入运行 中的程序；屏幕上立即显示：Er=1.0330，Ed=23.438，Et=－1.84 将北京时12∶42换算成东经110°的地方时，利用式（10），可得Sd=12∶02 加当日时差Et≈－2，得此时当地的S⊙=12∶00，将其代入式（9）得τ=0°，北 回归线处φ=23.442° 最后根据式（8）求得h⊙=89.966° 读者可能产生疑问，为何在北回归线上，夏至日的中午时刻的太阳高度不等于 90°，大家不妨变换NF的输入值，看一看结果不仅都不等于90°，且各年之间还略 有差异。之所以会如此，是因为夏至不仅有日期，还有时刻，很难遇到夏至时刻在 正午是12时的。 在计算日落时的方位角时，由于此时h⊙=0，所以式（12）的形式有所变化： cosA=－sinδ／cosφ （13） 将已知参数代入，得cosA=－0.3977 依照判据90°≤A≤180°，故A=113.44°
3 时差
真正的太阳在黄道上的运动不是匀速的，而是时快时慢，因此，真太阳日的长 短也就各不相同。但人们的实际生活需要一种均匀不变的时间单位，这就需要寻找 一个假想的太阳，它以均匀的速度在运行。这个假想的太阳就称为平太阳，其周日 的持续时间称平太阳日，由此而来的小时称为平太阳时。 平太阳时S是基本均匀的时间计量系统，与人们的生活息息相关。由于平太阳是 假想的，因而无法实际观测它，但它可以间接地从真太阳时S⊙求得，反之，也可以 由平太阳时来求真太阳时。为此，需要一个差值来表达二者的关系，这个差值就是 时差，以Et表示，即
第二节太阳辐射
第二节-太阳辐射第二节太阳辐射（solar radiation）气象上所讨论的太阳辐射、地面辐射和大气辐射，其波长范围约在0.15－120μm之间。
太阳辐射的主要波长范围在0.15－4μm；地面和大气辐射的主要波长范围是3－120μm。
因此，将太阳辐射称为短波辐射，而把地面辐射和大气辐射称为长波辐射。
一、太阳辐射光谱太阳辐射能随波长的分布称为太阳辐射光谱。
太阳辐射光谱分三个光谱区，紫外区（λ<0.39μm ）、可见光区（λ为0.39－0.76μm）和红外区（λ>0.76μm）。
其中可见光区占能量的50％，红外区占43％，紫外区占7％。
可见光区又分为红、橙、黄、绿、青、蓝和紫七色光波段。
红光（0.76－0.622μm）、橙光（0.622－0.597μm）、黄光（0.597－0.577μm）、绿光（0.577－0.492μm）、青光（0.492－0.480μm、蓝光（0.480－0.455μm）和紫光（0.455－0.390μm）。
太阳辐射中可见光部分不仅辐射能量大，而且是辐射最强的部分，所以太阳光是可见的。
二、太阳常数（solar constant）在日地平均距离的条件下，地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受到的太阳辐射通量密度，称为太阳常数。
用S0表示。
世界气象组织（WMO）测得S0为1367.7w/m2。
由于日地距离的变化，S0有7%的变化。
1cal·cm2·min-1＝697.8w/m2，所以，S0＝1367.7/697.8＝1.96cal·cm2·min-1。
三、太阳辐射在大气中的减弱太阳常数是到达大气上界的太阳辐射通量密度。
当它通过大气层时，被大气中的各种气体分子和云层选择性地吸收，一部分被气体分子和悬浮的微粒散射，一部分被它们反射，所以，到达地面的太阳辐射显著地减少了。
（一）吸收作用大气中的臭氧、氧、水汽和二氧化碳都能直接吸收一部分太阳辐射。
第二节 太阳辐射
第二节太阳辐射（solar radiation）气象上所讨论的太阳辐射、地面辐射和大气辐射，其波长范围约在0.15－120μm之间。
太阳辐射的主要波长范围在0.15－4μm；地面和大气辐射的主要波长范围是3－120μm。
因此，将太阳辐射称为短波辐射，而把地面辐射和大气辐射称为长波辐射。
一、太阳辐射光谱太阳辐射能随波长的分布称为太阳辐射光谱。
太阳辐射光谱分三个光谱区，紫外区（λ<0.39μm ）、可见光区（λ为0.39－0.76μm）和红外区（λ>0.76μm）。
其中可见光区占能量的50％，红外区占43％，紫外区占7％。
可见光区又分为红、橙、黄、绿、青、蓝和紫七色光波段。
红光（0.76－0.622μm）、橙光（0.622－0.597μm）、黄光（0.597－0.577μm）、绿光（0.577－0.492μm）、青光（0.492－0.480μm、蓝光（0.480－0.455μm）和紫光（0.455－0.390μm）。
太阳辐射中可见光部分不仅辐射能量大，而且是辐射最强的部分，所以太阳光是可见的。
二、太阳常数（solar constant）在日地平均距离的条件下，地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受到的太阳辐射通量密度，称为太阳常数。
用S0表示。
世界气象组织（WMO）测得S0为1367.7w/m2。
由于日地距离的变化，S0有7%的变化。
1cal·cm2·min-1＝697.8w/m2，所以，S0＝1367.7/697.8＝1.96cal·cm2·min-1。
三、太阳辐射在大气中的减弱太阳常数是到达大气上界的太阳辐射通量密度。
当它通过大气层时，被大气中的各种气体分子和云层选择性地吸收，一部分被气体分子和悬浮的微粒散射，一部分被它们反射，所以，到达地面的太阳辐射显著地减少了。
（一）吸收作用大气中的臭氧、氧、水汽和二氧化碳都能直接吸收一部分太阳辐射。
臭氧主要吸收波长小于0.3μm的紫外辐射。
太阳能辐射量及重要公式及数据
太阳能辐射量及重要公式及数据
太阳能辐射量由太阳辐射能、大气辐射和地面反射等组成。
太阳辐射能是指太阳向地球表面发射的能量，包括太阳光辐射和热辐射；大气辐射是指大气层中各种气体和云层对太阳辐射能的吸收和散射；地面反射是指地面对入射太阳辐射能的反射。
综合考虑这些因素，可以得到太阳能辐射量的具体数值。
太阳能辐射量的重要公式有太阳辐射度公式和日射量计算公式。
太阳辐射度公式可以用来计算太阳直射辐射和太阳总辐射。
太阳直射辐射是指太阳直接射向地面的辐射能量，可以通过太阳角度余弦、太阳辐射常数和大气透过系数等参数进行计算。
太阳总辐射是指太阳直射辐射和大气散射辐射的总和。
日射量计算公式则用来计算单位面积地面上的辐射能量，可以通过太阳辐射度、地面倾角和朝向、大气消光系数以及太阳升起时间和太阳落下时间等参数进行计算。
太阳能辐射量的具体数值可以通过不同地区和不同季节的观测和统计得出。
在世界各地，太阳能辐射量的分布存在着差异，主要受到纬度、季节、云层覆盖率以及地形地貌等因素的影响。
一般来说，赤道地区接受的太阳辐射能最丰富，而极地地区则比较缺乏太阳辐射能。
为了更好地利用太阳能，人们不断开展太阳能辐射量的调查和研究，并建立了全球太阳能辐射量数据库。
这些数据库可以提供各地区太阳能辐射量的统计数据，为太阳能利用的规划和设计提供支持。
总之，太阳能辐射量对于太阳能的利用具有重要的意义。
通过研究太阳能辐射量的公式和数据，可以更好地了解和利用太阳能资源，并推动太阳能技术的发展和应用。
太阳能热利用-太阳能辐射
I I D I d I R
式中：IDθ-倾斜面上太阳直射辐射强度； Idθ-倾斜面上太阳散射辐射强度； IRθ-倾斜面上所获得的地面反射辐射强度；
15
倾斜面上太阳直射辐射强度IDθ： 在直角ΔOAB中，有： IDθ= IDN· cosi 在直角ΔOAC中，有： IDH= IDN· sinh 因此： IDθ= IDH· cosi/sinh
2、大气透明度：太阳辐射通过地球大气层时衰减的 程度，记为 P 。一般情况下，透明度大的大气， 6 其能见度也大。
3、太阳高度角h：地球表面上某点与太阳的连线与 地平面之间的夹角。
sin h sin sin con cos w
-当地纬度，单位为º 式中， δ-赤纬角，单位为º ω-太阳时角，单位为º
式中，θ-斜面倾角，单位为º α-太阳方位角，单位为º γ-斜面方位角，单位为º 对于水平面， θ =0，则
cos i sin h
对于垂直面， θ=90 º ，则 cosi cosh cos( )
10
8、太阳方位角α : 太阳至地面上某给定点的连线在 水平面上的投影与正南方向的夹角。
δ=23.44º w0=± 100.01º
9
= 25º 北纬25º 的地方：
则日照时间T： T 2 w0 2 100 .01 13.33h 15 15
7、入射角i: 太阳入射线与平面法线之间的夹角。
cosi cos sin h sin cosh cos( )
可见，h随地区、季节及每日时刻的变化而变化。
7
4、赤纬角δ：地球中心与太阳中心连线与地球赤道平 面的夹角。与所在地区无关，仅由日期决定：
284 n 23 .45 sin( 360 ) 365
122.2.2到达地面的太阳辐射
➢ 太阳高度角一定，大气透明度不好， 散射质点多→散射辐射增强；
➢
三、太阳总辐射
太阳总辐射：到达地面的太阳直接辐射与太阳散射辐射的总和。用Rs表示
R s R sb R sd 0 .5 R sc(1 m ) s in h
总辐射的日、年变化是受太阳高度角的影响： ➢ 日变化：中午最大 ➢ 年变化： • 中高纬度地区：夏季月份最大，冬季最小。 • 低纬度地区（0-20°左右）：一年中有两个最大值(春分和秋分)
一、太阳直接辐射
直接辐射的日变化和年变化：主要由太阳高度角决定 日变化（无云条件下）：
➢中午太阳高度角最大，直接辐射最强；日出、日落时太阳高度角最小，直接辐射最弱
年变化：
➢一般夏季最大，冬季最小；如果夏季云雨多，则春末夏初最大
纬度变化:
➢低纬度地区 > 高纬度地区； ➢全年直接辐射最大值出现在回归线附近，而不是赤道（阴雨天气较多）
一、太阳直接辐射
3.大气透明度(α)
大气透明度是指透过一个大气质量数后的辐射强度与透过前的辐射强度之比。 大气透明度与大气中水汽、尘埃等有关。这些物质越多，大气透明度越差， 透明系数越小。 天气特别晴朗，污染较少时， α=0.9； 天空混浊，污染特别严重时， α=0.6 一般情况下 α=0.84。
四、地面对太阳辐射的反射
2.下垫面性质
(1) 颜色：
各种下垫面对短波辐射的平均反射率
下垫面性质 大多数 农作物
反射率（%） 18-23
绿草地 26
大草原 22
葡萄园 18-19
落叶林 15-20
针叶林 10-15
黑钙土 5-12
新雪 陈雪 80-95 42-70
光伏组件计算公式
光伏组件计算公式1.光照强度计算：光伏组件的发电能力与光照强度成正比，光照强度的计算公式如下：光照强度（W/m²）=太阳辐射（W/m²）×入射角修正因子其中太阳辐射是指太阳辐射束在单位时间内照射到单位面积上的能量，入射角修正因子是指电池板倾角与平面太阳辐射倾角之间的关系，可通过经验公式或根据具体光伏组件的方向和倾角调整。
2.光伏组件输出功率计算：光伏组件的输出功率与光照强度和光伏组件的额定功率有关，输出功率的计算公式如下：输出功率（W）=光照强度（W/m²）×光伏组件的额定功率（W）需注意，光伏组件的额定功率是指在标准测试条件下（STC，温度为25°C，太阳辐射为1000W/m²，空气质量AM为1.5）下的最大输出功率。
3.光伏组件发电量计算：光伏组件的发电量与光伏组件的输出功率、发电时间和转换效率有关，发电量的计算公式如下：发电量（Wh）=输出功率（W）×发电时间（h）×光伏组件的转换效率（%）光伏组件的转换效率是指将太阳辐射转换成电能的能力，一般在15%~25%，具体的转换效率取决于光伏组件的材料、工艺和质量等因素。
4.光伏组件阵列发电量计算：光伏组件阵列的发电量与光伏组件的数量、排列方式和互遮挡程度有关，发电量的计算公式如下：阵列发电量（Wh）=单组光伏组件发电量（Wh）×光伏组件的数量对于并联排列的光伏组件阵列，所有组件输出功率相加即可；对于串联排列的光伏组件阵列，所有组件输出电流相加即可。
这些公式是光伏组件计算中常用的公式，可以帮助我们预测光伏组件的发电能力和发电量。
需要注意的是，这些公式是理论计算公式，实际的发电能力和发电量还会受到环境因素、组件老化、清洁度等因素的影响，因此在实际应用中需要结合实际情况进行修正和调整。
太阳直接辐射计算
太阳直接辐射计算导则1 范围本标准给出了太阳直接辐射计算的基本原则，不同条件下的计算方法和适用范围，以及对计算结果的检验要求。
本标准适用于水平面直接辐射和法向直接辐射的计算。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 33698—2017 太阳能资源测量直接辐射GB/T 34325—2017 太阳能资源数据准确性评判方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1直接辐射 direct radiation从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。
[GB/T 31163—2014，定义5.11]注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5°，因此，它包括日面周围的部分散射辐射，即环日辐射。
3.2法向直接辐射 direct normal radiation与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射。
注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳出射的角度而定义，法向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。
[GB/T 31163—2014，定义5.12]3.3水平面直接辐射 direct horizontal radiation水平面上接收到的直接辐射。
[GB/T 31163—2014，定义5.13]3.4散射辐射 diffuse radiation；scattering radiation太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。
[GB/T 31163—2014，定义5.14]3.5[水平面]总辐射 global [horizontal] radiation水平面从上方2π立体角（半球）范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。
注：改写GB/T 31163—2014，定义5.15。
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳是地球上生命存在的根本能量来源。
它通过核聚变反应释放出巨大的能量,以电磁波的形式向宇宙辐射。
地球只吸收了太阳辐射能量的一小部分,但这部分能量已足以维持地球上的生命系统。
太阳辐射能量总功率可以通过下面的公式计算:
P = 4πR^2σT^4
其中:
P 是太阳辐射能量总功率(瓦特,W)
R 是太阳的半径(米,m)
σ 是斯特芬-波尔茨曼常数,约等于5.67×10^-8 W/(m^2·K^4)
T 是太阳的有效温度(开尔文,K)
根据观测数据,太阳的半径大约为 6.96×10^8米,有效温度约为5778K。
将这些数值代入上面的公式,我们可以计算出太阳的辐射能量总功率约为3.828×10^26瓦特。
这个巨大的功率值反映了太阳内部由于核聚变反应而释放出的巨大能量。
虽然只有一小部分辐射能量抵达地球,但它对于维持地球上的生命系统至关重要。
太阳辐射吸收率
太阳辐射吸收率【缘起】一个物体从太阳接收辐射能量，这部分辐射能到达物体之后的归宿是什么样子的呢？不同的物体对于辐射的表现又有什么差异呢？这需要用吸收率、反射率和透射率来说明。
首先，三者的关系为α+ ρ+ τ= 1 \alpha + \rho + \tau = 1α+ρ+τ=1吸收率α\alphaαabsorptivity, 指的是入射辐射能被物体所吸收的部分所在的比率，无量纲。
反射率ρ\rhoρreflectivity, 指的是入射辐射能被物体所反射（包括镜面反射和漫反射）的部分所在的比率，无量纲。
透射率τ\tauτtransmissivity, 指的是入射辐射能穿透过物体所的部分所在的比率，无量纲。
相关性质上述3种指标是和波长有关的光学属性。
例如，绿色植被的叶片，他对于太阳辐射中的可见光部分的吸收率可以达到85%，但是对于近红外波段的吸收率却不足50%；对于充分厚且不透明的物体，其透射率τ\tauτ = 0，此时有α+ ρ= 1 \alpha + \rho = 1α+ρ=1；根据Kirchhoff’s 定律，对于特定波长的光，物体对其的吸收率α\alphaα = 发射率ϵ \epsilonϵ。
因此，对于黑体（Blackbody）而言，其α\alphaα = ϵ \epsilonϵ = 1，其ρ= τ= 0 \rho = \tau = 0ρ=τ=0.一个不透明的灰体，τ= 0 \tau=0τ=0，此时有α+ ρ= 1 \alpha + \rho = 1α+ρ=1；物体净辐射吸收上图为一个不透明灰体（实际中最常见到的情况）的辐射平衡示意图。
图中，物体收到来自太阳的短波辐射（Solar）和来自大气的长波辐射（Longware）。
S ↓S↓S↓表示短波辐射ρS ↓\rho S↓ρS↓表示物体反射的短波辐射L LL 表示长波辐射( 1 −ϵ ) L (1-\epsilon)L(1−ϵ)L 表示辐射的长波辐射，ϵ L\epsilon LϵL 为物体对长波辐射的吸收量只要温度大于绝对零度的物体本身也会向外界发射长波辐射，其辐射能力与自身的温度有关系，因此，物体的净辐射吸收为R n + ( 1 −ρ) S ↓+ ϵ L ↓−ϵσT 4 R_n + (1-\rho)S↓+ \epsilon L↓- \epsilon\sigma T^4Rn+(1−ρ)S↓+ϵL↓−ϵσT4 其中，ρ\rhoρ为对所有波段的反射能力，通常也被称为地表反照率（surface albedo）,ϵ \epsilonϵ为发射率。
光照度计算
光照度计算
随着时代的发展，科技不断进步，人们生活水平也越来越高。
但是随之而来的是环境污染问题。
空气质量差、 PM2.5等有害物质多、大气压低……这些都对我们造成了极大影响和危害。
那么如何才能保护好自己赖以生存的地球呢？在日常生活中我们要节约用电，比如用完的纸巾可以再利用做成手工艺品；使用普通灯泡可以变换为节能灯；垃圾分类回收可以减少废弃物的排放量，节省资源……此外，绿色出行也是很重要的一点。
汽车尾气排放的大量废气会污染空气、破坏土壤结构、产生酸雨、加速物种灭绝……想到这里，你是否会意识到现在出行就尽量选择步行或者骑自行车吧！
光照度计算公式：光照度=光源在单位立体角内所辐射的总光通
量/入射面积。
太阳辐射对于地球的作用：1.辐射热：在阳光下，地
表受热，向外放射红外线，同时吸收紫外线。
地面增温后释放大量的热，同时向外辐射红外线，形成强烈的向下的地面辐射。
由于红外线的波长较短（0.77～1.76μm），因此即便在较远处的地方，也能被吸收到人体皮肤上来。
近红外线经过岩石时发生反射，又返回地面，起到调节地面温度的作用。
这种由太阳照射引起的向下的辐射称为地面长波辐射，它对维持地表热平衡具有十分重要的意义。
2.紫外线：地面吸收了来自太阳辐射的能量后，使岩石矿物产生光化学作用和电化学作用，从而改变其组成与结构。
3. X 射线：由太阳发出的大量带
电粒子流，地球周围由磁场包围着，具有很强的穿透本领，它能深入到几百千米甚至更深的地层。
4.微波：一般指波长0.01～0.3μm 的
电磁波，主要由电离层反射。
5.红外线：红外线又叫热射线，太阳的大部分热量是以红外线的形式传给地球的。
太阳辐射强度的计算
?
- 1.4 60
?
Hs ?
0.43
?备注：北京时间依据东经120 °所规定的，即Ls＝120；
12 3/23/2020
1－2、太阳角
1－2－3、太阳高度角 h
定义： 地球表面上某点与太阳的连线与地平面之间的夹角。可由
下式计算： sinh ? sin ?sin ? ? cos?cos?
式中：
? －当地纬度，单位为°； 天顶 太阳 ? －赤纬角，单位为° ；
sinh
?
I0 pm sinh
3/23/2020
A h o I DH
I DN
水平面
B
29
1－3、太阳辐射强度计算
?水平面散射辐射强度 IdH
I dH
?
1 2
I
o
sinh
1
1? pm ? 1.4 ln
p
?水平面上的总辐射强度 IH
I H ? I DH ? I dH ? I0 s
? in?hP
m
?
?
1? Pm ?
对于水平面：?＝0°
对于垂直面：?＝90°
z
太阳 倾斜面法线
3/23/2020
? ? 地平面
南向
18
1－2、太阳角
?任意表面的方位角 ?
定义：任意倾斜面的法线在水平面上的投影与正南方向线的夹角。
规定：面向东时为负，面向西时为正。
天顶
太阳
倾斜面法线
z
? ? 地平面
南向
19 3/23/2020
1－2、太阳角
可求得：时角 则日照时间：
? 0 ? ? 106.1370
T ? 2 ?0 ? 2 106.137 ? 14.152h
太阳能倾斜面上辐射量的计算（专业版）
太阳能倾斜⾯上辐射量的计算（专业版）倾斜⾯上辐射量的计算直接辅射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K S=S（β，α）/S（0，0），将前⾯的公式代⼊，则有：K S=cosθ/Sinh=cosβ+Sinβ·cos(Ψ-α) /tanhK S称为换算系数。
有了K S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K S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K S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K S值最⽅便，它⽐个别⽇⼦的K S值对云量和透明状况的依赖性更少。
其他影响K S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K S值。
散射辐射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E d↓和反射辐照度E r↑可按下列公式计算。
E d↓（β，α）= E d↓(1+ Cosβ)/2E r↑（β，α）= E r↑(1- Cosβ)/2式中E d↓和E r↑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。
E d↓（β，α）+ E r↑（β，α）=K(E d+ E r)·E d↓换算系数K（E d+E r）是在各种太阳⾼度⾓和⽅位⾓下，⽤总辐射表对各种倾斜表⾯上的散射辐照度和反射辐照度进⾏实测的结果确定的。
太阳直接辐射和散射辐射
太阳直接辐射和散射辐射不论是散射辐射还是直射辐射，都按相同的效率转化为电能。
太阳的直接辐射就是通过直线路径从太阳射来的光线，它被物体遮挡时，能在物体背后形成边界清晰的阴影。
而散射辐射则是经过大气分子、水蒸气、灰尘等质点的反射，改变了方向的太阳辐射。
它似乎从整个天空的各个方向来到地球表面，但大部分来自靠近太阳的天空。
太阳的散射光线如同阴天和雾天一样，不能被物体遮蔽形成边界清晰的阴影，也不能用凸透镜或反射镜加以聚焦或反射。
太阳辐射的总辐射强度是直接辐射强度和散射辐射强度的总和。
直接辐射强度与太阳的位置以及接收面的方位和高度角等都有很大的关系。
散射辐射则与大气条件，如灰尘、烟气、水蒸气、空气分子和其他悬浮物的含量，以及阳光通过大气的路径等有关。
一般在晴朗无云的情况下，散射辐射的成分较小；在阴天、多烟尘的情况下，散射辐射的成分较大。
散射辐射的强度通常以和总辐射强度的比来表示，不同的地方和不同的气象条件，其差异很大，散射辐射强度一般占到总辐射强度的百分之十几到百分之三十几。
在大气上界的太阳辐射，由于大气分子及大气中气溶胶、云层等吸收、散射、反射等作用，而呈现出不同程度的削弱。
总的说来，由于大气对不同波长的太阳辐射具有一定的选择性，且吸收带一般位于太阳辐射光谱的两端能量较小的区域，因而大气通过吸收作用对太阳直接辐射所造成的削弱并不太大。
相对说来，大气对太阳辐射的散射作用，则是削弱太阳辐射能的一个主要原因。
由于大气层对电磁波作用的选择性，才产生了所谓的“大气窗口”。
太阳直接辐射到达地面的能量可根据太阳高度角、气象数据由大气辐射传输方程ji计算得到。
测量太阳总辐射和分光辐射的仪器。
它的基本原理是将接收到的太阳辐射能以最小的损失转变成其他形式能量，如热能、电能，以便进行测量。
用于总辐射强度测量的有太阳热量计和日射强度计两类。
太阳热量计测量垂直入射的太阳辐射能。
使用最广泛的是埃斯特罗姆电补偿热量计。
基本原理它用两块吸收率98%的锰铜窄片作接收器。
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入射太阳辐射计算
入射太阳辐射的计算涉及到多个因素，包括太阳辐射强度、地球与太阳的距离、地球表面的大小和形状等。
以下是一个简化的计算方法：
1. 首先，我们需要知道太阳辐射强度。
太阳辐射强度是指太阳在单位面积上产生的能量。
根据太阳光谱，太阳辐射强度在可见光区域（波长约为400-700纳米）约为1.5千瓦/平方米（kW/m²）。
2. 接下来，我们需要考虑地球与太阳的距离。
太阳与地球的距离约为1.5×10¹¹米。
这个距离会影响太阳辐射到达地球时的强度。
根据平方反比定律，太阳辐射强度与距离的平方成反比，即辐射强度= 初始辐射强度/ (距离²)。
3. 然后，我们需要考虑地球表面的大小和形状。
地球的半径约为6.37×10⁶米。
假设地球表面是一个平坦的圆形区域，我们可以计算出地球表面的面积为4πr²，其中r为地球半径。
4. 最后，我们可以计算入射太阳辐射的总能量。
入射太阳辐射的总能量= 太阳辐射强度×地球表面面积×阳光直射时间。
阳光直射时间可以根据地理位置和季节进行调整。
一般来说，阳光直射时间在赤道地区约为12小时，而在极地地区则接近0小时。
需要注意的是，这个计算方法是一个简化的模型，实际情况下，入射太阳辐射的计算要复杂得多，需要考虑诸如大气层的影响、地球自转、季节变化等多种因素。
此外，本文中的数值仅供参考，实际辐射强度和计算结果可能会有所差异。