太阳辐射强度的计算
不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算
不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算
摘要：
1.引言
2.太阳辐射量的计算方法
3.最佳倾角的确定
4.结论
正文：
1.引言
在建筑设计、太阳能发电、农业生产等领域，太阳辐射量的充分利用具有重要的意义。
为了更好地利用太阳辐射能，需要对不同方位倾斜面上的太阳辐射量及最佳倾角进行计算。
本文主要介绍一种计算方法，以帮助读者更好地理解和应用这一领域。
2.太阳辐射量的计算方法
太阳辐射量的计算通常采用太阳辐射强度和太阳辐射角度来确定。
太阳辐射强度是指单位时间内，太阳辐射能在单位面积上的积累。
太阳辐射角度是指太阳光线与地面的夹角。
太阳辐射强度的计算公式为：I = S / (4πr)
其中，I 表示太阳辐射强度，S 表示太阳常数，r 表示地球半径。
太阳辐射角度的计算公式为：θ= arctan(H / L)
其中，θ表示太阳辐射角度，H 表示太阳高度角，L 表示地面水平距离。
3.最佳倾角的确定
最佳倾角是指太阳辐射量最大的倾斜角度。
为了确定最佳倾角，需要计算不同倾斜角度下的太阳辐射量，并比较它们的大小。
通常，最佳倾角与纬度、季节等因素有关。
在计算最佳倾角时，可以采用以下步骤：
（1）根据地理位置确定纬度；
（2）根据季节和时间确定太阳高度角；
（3）计算不同倾斜角度下的太阳辐射量；
（4）比较太阳辐射量的大小，确定最佳倾角。
4.结论
本文介绍了一种计算不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的方法。
这种方法有助于在建筑设计、太阳能发电、农业生产等领域更好地利用太阳辐射能。
辐射强度计算公式
辐射强度计算公式1辐射强度辐射强度是指一个物理量，它描述的是物体给出的发射的物体的能量的强度，并用牛顿/立方米表示。
它通常用于衡量放射射线源的功率，包括太阳辐射，人造放射源或其他射线源的放射强度。
2计算辐射强度计算辐射强度的基本公式是：I=E/A，其中I是辐射强度，E是发射的能量，A是作为单位面积收到辐射能量的面积。
该方程式可以表示为一个物理量，例如质量或数量，以表明每一个物理量传输的平均能量，即辐射强度。
3计算步骤计算辐射强度需要知道以下信息：发射的能量E和收到辐射能量的面积A。
首先，获得取样面积的球体半径（r），球体面积可以按照以下公式计算：A=4πr2其次，获得发射的能量E。
要计算发射的能量，您必须将其与收到的能量进行比较。
收到的能量与放射源距离的平方成反比。
收到的能量越远，能量损失越多。
然后，将发射的能量与收到的能量进行比较，并用下面的公式计算发射的能量：E=E0/d2，其中，E0是圆球发射源的能量，d是接收点距离发射源的距离。
最后，辐射强度可以用以下公式计算：I=E/A。
4应用实例电离辐射是一种放射性的辐射，它可以被用于检测宇宙射线、威胁分析和核医学。
许多宇宙射线探测器基于电离辐射测量技术，例如螺旋束和采样阵列，实现了三维监测技术。
辐射强度可以用来检测威胁，并向秩序员提供安全建议，确定危险指示灯及其周围空气中辐射浓度的变化。
此外，辐射安全技术也可以用来监测核设施内的核材料，以确保安全。
5结论辐射强度是放射的量化数值，用来衡量源的放射能量的强度，计算辐射强度的基本公式是：I=E/A，其中，I是辐射强度，E是发射的能量，A是作为单位面积收到辐射能量的面积。
辐射强度经常被用于许多科学领域，如宇宙射线探测、威胁分析以及核医学，以确保安全。
太阳辐射强度计算公式
太阳辐射强度的计算公式可以分为直射强度和散射强度的计算。
太阳辐射直射强度的计算公式为：
I_B = I_DN * cos(i_s) = I_0 * P_1^(1/sin(α_s)) * cos(i_s)
其中，I_B是与水平面成任意夹角的斜面接受太阳辐射的直射强度(W/m2)；I_DN是太阳辐射到达地表平面时的强度(W/m2)；i_s是太阳直射光线与采光表面的法线夹角；P_1是大气通过率，又称大气透明系数，其物理意义是当太阳高度角为90度时，到达地面的大气辐射强度与大气层外表面太阳辐射之比。
对于散射强度的计算，可以使用辐射强度计算公式：I=E/A，其中I是辐射强度，E是发射的能量，A是作为单位面积收到辐射能量的面积。
另外，太阳辐射的总强度可以通过直射强度和散射强度的叠加来计算。
需要注意的是，这些公式中的参数可能会受到地理位置、时间、天气等因素的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况进行调整和修正。
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。
太阳能工程计算常用公式
太阳能工程计算常用公式1.太阳辐射计算公式太阳辐射是太阳能工程中最关键的参数之一，可以通过以下公式进行计算：H = H0 * (1 - a * cos(theta))其中，H为太阳直射辐照度，H0为地球半径上太阳辐射的强度，a为大气散射系数，theta为太阳高度角。
2.太阳能电池板功率计算公式太阳能电池板的功率可以通过以下公式进行计算：P = A * G * eta其中，P为太阳能电池板的功率，A为太阳能电池板的面积，G为太阳辐射强度，eta为太阳能电池板的转换效率。
3.太阳能热水器设计公式太阳能热水器的设计需要考虑到太阳辐射强度、太阳能热水器转换效率等因素，可以用以下公式进行计算：Q = A * G * eta * FR其中，Q为太阳能热水器的热输出，A为太阳能集热器的面积，G为太阳辐射强度，eta为太阳能集热器的转换效率，FR为太阳能热水器的散热损失系数。
4.太阳能发电系统收益计算公式太阳能发电系统的收益可以通过以下公式进行计算：E=P*H*AF*PR其中，E为太阳能发电系统的年发电量，P为太阳能电池板的功率，H为太阳辐射强度，AF为发电系统的年可利用系数，PR为太阳能电池板的损耗系数。
5.太阳能系统投资回收期计算公式太阳能系统的投资回收期可以通过以下公式计算：T=I/(S*C-(E*P*AF))其中，T为太阳能系统的投资回收期，I为太阳能系统的投资成本，S为太阳能系统的每年节约的能源成本，C为太阳能系统的每年运行成本，E为太阳能发电系统的年发电量，P为太阳能电池板的功率，AF为发电系统的年可利用系数。
这些是太阳能工程计算中常用的一些公式，可以帮助太阳能工程师进行相关计算和设计。
当然，具体的计算还需要考虑到实际情况和具体参数，这些公式只是提供了一些基本的计算方法和思路。
太阳能发电量的计算
太阳能发电量的计算一、太阳辐射能量的计算太阳辐射能量的计算可以根据太阳辐射强度和接收面积来进行。
太阳辐射强度可以根据地理位置和时间来确定。
太阳辐射强度的计算公式为：G = Gsc * (1 + 0.033 * cos(2 * π * J / 365)) * cos(θz)其中，G为太阳辐射强度，单位为W/m²；Gsc为太阳常数，约为1367W/m²；J为一年中的第几天；θz为太阳高度角。
接收面积可以根据太阳能发电系统的规模来确定，一般使用单位为平方米（m²）。
太阳辐射能量的计算公式为：E=G*A*t其中，E为太阳辐射能量，单位为焦耳（J）或千瓦时（kWh）；G为太阳辐射强度，单位为W/m²；A为接收面积，单位为平方米（m²）；t为接收时间，单位为小时。
二、光伏电池的转化效率的计算光伏电池的转化效率是指光伏电池将太阳辐射能转化为电能的比例。
光伏电池的转化效率可以通过实验来进行测量。
光伏电池的转化效率的计算公式为：η = Pout / Pin其中，η为转化效率，无单位；Pout为光伏电池输出的电能，单位为瓦特（W）；Pin为光伏电池接收的太阳辐射能，单位为瓦特（W）。
Eout = E * η其中，Eout为太阳能发电量，单位为焦耳（J）或千瓦时（kWh）；E 为太阳辐射能量，单位为焦耳（J）或千瓦时（kWh）；η为光伏电池的转化效率，无单位。
综上所述，太阳能发电量的计算可以通过太阳辐射能的计算和光伏电池转化效率的计算得到。
太阳辐射能量的计算可以通过太阳辐射强度和接收面积来确定，光伏电池的转化效率可以通过实验来测量。
最终的太阳能发电量可以通过太阳辐射能量乘以光伏电池的转化效率来计算得到。
倾斜面上的太阳辐射强度的计算解读
秋分（9－21）：太阳直射赤道
3 14-Apr-19
1－2、太阳角
1－2－1、赤纬角
定义：地球中心与太阳中心连线与地球赤道平面的夹角。它与所
在地区无关，仅由日期决定：
284 n 23.45sin 360 365
式中：赤纬角
n为一年中的日期序号。
4 14-Apr-19
＝23.44 °;
北纬25°的 地方：＝25°；
0 cos1 ( tan tan )
0 100.010
0
15 2 100 .01 13.33h 15
19 14-Apr-19
则日照时间T：
T 2
1－3、太阳辐射强度计算
1－3－1、直射辐射、散射辐射和总辐射
基本概念
天顶 太阳
z h
地平面
南向
11 14-Apr-19
1－2、太阳角
太阳方位角可由下式计算：
cos sin sin cosh
当采用上式计算出的sin大于1时，太阳方位角改用 下式计算：
sinh sin sin sin cosh cos
12 14-Apr-19
太阳能利用
第一章 太阳辐射
建筑工程学院市政工程系
14-Apr-19
1
1－1、地球的自转与公转
1、基本概念
地球的自转：地球绕地轴不断地自西向东旋转，其周期为24h。
由于地球的自转，产生昼夜交替的现象。
黄道平面：地球绕太阳运行的轨道平面。地球自转轴与黄道
平面法线的夹角为23°27´。
2 14-Apr-19
定义：太阳与地球之间为年平均距离时，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。
光伏发电量和水平辐射量的计算
光伏发电量和水平辐射量的计算
光伏发电量和水平辐射量的计算是指根据太阳辐射的强度和时间，以及光伏板的相关参数，来计算光伏板产生的电能。
水平辐射量是指在水平表面接收到的太阳辐射量，它是计算光伏发电量的重要参数之一。
计算光伏发电量的公式如下：P = I×T×η
其中，P为光伏发电量，I为水平太阳辐射强度（W/m²），T为光伏板的有效工作时长（h），η为光伏板的转换效率。
要计算水平太阳辐射强度，需要知道太阳常数、太阳高度角和大气层质量等因素。
水平太阳辐射强度可以通过以下公式计算：I = S×sinh(α)其中，S为太阳常数（W/m²），α为太阳高度角。
总的来说，光伏发电量和水平辐射量的计算是通过对太阳辐射、光伏板参数以及相关因素的分析和计算，来评估光伏板在一定时间内产生的电能。
这有助于了解光伏系统的性能和优化其设计。
太阳高度角与太阳辐射强度的关系
太阳高度角与太阳辐射强度的关系
太阳高度角是指太阳光线与地面法线之间的夹角，它是太阳辐射强度的重要影响因素之一。
太阳辐射强度是指太阳辐射在单位面积上的能量，它是影响地球气候和生态环境的重要因素之一。
太阳高度角与太阳辐射强度之间存在着密切的关系，下面我们来详细了解一下。
太阳高度角与太阳辐射强度之间的关系可以用一个简单的公式来表示：太阳辐射强度=太阳辐射常数×cos(太阳高度角)。
其中，太阳辐射常数是指太阳辐射在地球大气层外的能量，它是一个恒定值，约为1367W/m²。
太阳高度角越大，cos(太阳高度角)的值越大，太阳辐射强度也就越大；太阳高度角越小，cos(太阳高度角)的值越小，太阳辐射强度也就越小。
太阳高度角的大小受到多种因素的影响，如地球自转、公转、大气层厚度、云量、地形等。
在同一地点，太阳高度角随着时间的变化而变化，一天中最高的太阳高度角出现在正午时刻，此时太阳直射地面，太阳辐射强度最大；而日出和日落时刻，太阳高度角最小，太阳辐射强度最小。
太阳高度角与太阳辐射强度的关系对于气象、农业、能源等领域都有着重要的意义。
在气象学中，太阳辐射强度是影响气温、气压、风向等气象要素的重要因素之一；在农业生产中，太阳辐射强度是
影响作物生长、发育、产量的重要因素之一；在能源领域中，太阳辐射强度是太阳能利用的基础，太阳高度角的大小直接影响着太阳能的收集效率。
太阳高度角与太阳辐射强度之间存在着密切的关系，它们是地球上气候、生态环境和能源利用的重要因素，对于我们了解和应对气候变化、保护生态环境、开发清洁能源等方面都具有重要的意义。
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。
光伏发电计算公式
光伏发电计算公式光伏发电系统的发电量光伏发电系统的发电量可以通过以下公式进行计算：E=A×η×G×H×T其中E为发电量（单位：千瓦时，kWh）A为可利用光伏设备的表面积（单位：平方米，m^2）η为光伏电池的转换效率（单位：%）G为太阳能辐射强度（单位：千瓦时/平方米/年，kWh/m^2/yr）H为地理位置太阳能辐射的可利用系数（无单位），H的取值范围一般在0.75-0.9之间T为运行时间（单位：小时，hr）。
太阳能辐射强度的计算太阳能辐射强度是评估一个地区太阳能电池板发电潜力的重要指标之一，可以通过以下公式进行计算：G = Gs × η Angle × Δt其中G为太阳能辐射强度（单位：千瓦时/平方米/年，kWh/m^2/yr）Gs为太阳常数，即太阳辐射强度在地球大气层外（离地球平均距离的1个天文单位）的平均值，Gs约为1366千瓦时/平方米/年（kWh/m^2/yr）η Angle为太阳能辐射在太阳能电池板上的投影角度的修正系数，取决于太阳高度角和太阳方位角Δt为单位时间（一般取1小时）内太阳高度角和太阳方位角发生变化的预测参数。
光伏电池板的转换效率光伏电池板的转换效率是指太阳光辐射到光伏电池板上的能量中被转化为电能的比例，可以通过以下公式进行计算：η = Pmax / (G × A)其中η为光伏电池板的转换效率（单位：%）Pmax为光伏电池板的最大发电能力（单位：瓦特，W）。
地理位置太阳能辐射的可利用系数地理位置太阳能辐射的可利用系数是指给定地点的地理位置对太阳能电池板的光辐射的有效利用程度，取决于地理位置的纬度、经度、海拔高度、周围环境等因素。
以上是光伏发电计算公式的简单介绍，实际计算过程中还需考虑更多的因素，如温度系数、阴影遮挡、反射损失等。
同时，也需要根据具体的应用环境和要求进行适度调整和修正。
光伏发电计算公式在设计和优化光伏发电系统以及评估系统性能时发挥着重要作用。
太阳辐射热量计算公式
太阳辐射热量计算公式
太阳辐射热量是指太阳光照射到物体表面时，物体吸收的热量。
太阳辐射热量的计算公式可以通过以下几种方法来描述：
1. 辐射传热方程，太阳辐射热量可以使用辐射传热方程来计算，该方程描述了热量通过辐射传递的过程。
辐射传热方程可以表示为
Q = εσA(T^4 T0^4)，其中Q是辐射热量，ε是表面的辐射率，
σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是表面积，T是物体表面的温度，T0
是周围环境的温度。
2. 太阳辐射强度，太阳辐射热量也可以通过太阳辐射强度来计算。
太阳辐射强度取决于太阳的位置、时间和大气条件等因素。
一
般来说，太阳辐射强度可以用I = S cos(θ)来表示，其中I是太
阳辐射强度，S是太阳常数，θ是太阳光线与垂直方向的夹角。
3. 黑体辐射公式，根据黑体辐射公式，太阳辐射热量也可以通
过物体的温度和表面积来计算。
黑体辐射公式可以表示为P =
σAεT^4，其中P是辐射功率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，A是表
面积，ε是表面的辐射率，T是物体的温度。
综上所述，太阳辐射热量的计算可以通过辐射传热方程、太阳辐射强度和黑体辐射公式来描述。
这些方法可以根据具体情况选择合适的公式来计算太阳辐射热量。
太阳辐射强度的计算
。
23 17-Aug-19
1－3、太阳辐射强度计算
1－3－1、直射辐射、散射辐射和总辐射 基本概念
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。
太阳能利用
制稿人：王舒庆 王利涛 主讲人：王舒庆
邯能涉县光伏电力开发有限公司
17-Aug-19
1
第一章 太阳辐射
2 17-Aug-19
1、地球的自转与公转
1、基本概念 地球的自转：地球绕地轴不断地自西向东旋转，其周期为24h。由于
地球的自转，产生昼夜交替的现象。
3 17-Aug-19
1、地球的自转与公转
备注：
sin sinh sin sin coshcos
：赤纬角；
：时角；
h：太阳高度角；
16 17-Aug-19
1－2、太阳角
17 17-Aug-19
1－2、太阳角
1－2－6、任意平面上的太阳入射角i
任意表面的倾斜角
定义：任意倾斜面与水平面之间的夹角。
天顶
对于水平面：＝0°
I R
G IH (1 cos2
)
2
33 17-Aug-19
1－3、太阳辐射强度计算
34 17-Aug-19
35 17-Aug-19
放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
1－3－3、大气质量m
定义：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。完全不同于通常所说的“质量”。
空气中 辐射强度计算公式
空气中辐射强度计算公式空气中辐射强度计算公式。
辐射是指物质或能量在空间中传播的过程，它可以是电磁波、粒子或者其他形式的能量。
在大气层中，我们经常会遇到太阳辐射、地球辐射等各种形式的辐射。
辐射强度是指单位时间内通过单位面积的辐射能量，它是辐射的重要参数之一。
在空气中，我们可以通过一定的公式来计算辐射强度，下面我们将介绍一下空气中辐射强度的计算公式及相关知识。
辐射强度的计算公式可以表示为：I = P / (A t cosθ)。
其中，I为辐射强度，单位为瓦特每平方米（W/m^2）；P为辐射功率，单位为瓦特（W）；A为辐射面积，单位为平方米（m^2）；t为时间，单位为秒（s）；θ为辐射入射角。
在这个公式中，辐射功率P是指单位时间内辐射出去的能量，它与辐射源的性质和辐射面积有关。
辐射面积A是指辐射能量所覆盖的面积，它是计算辐射强度的重要参数之一。
时间t表示单位时间内的辐射能量，而辐射入射角θ则是指辐射能量与被照射物体的法线之间的夹角。
在实际的应用中，我们经常会遇到太阳辐射强度的计算。
太阳辐射是指太阳光所携带的能量，它是地球上生物生长和气候变化的重要因素之一。
太阳辐射强度的计算可以通过上述公式进行，其中辐射功率P可以通过太阳的光度来确定，辐射面积A可以通过太阳的角直径来确定，时间t可以取单位时间内的辐射能量，而辐射入射角θ则可以根据太阳的高度角和方位角来确定。
除了太阳辐射强度的计算外，地球辐射强度也是一个重要的研究对象。
地球辐射是指地球表面所发出的能量，它包括地球表面的热辐射和地球大气的长波辐射。
地球辐射强度的计算同样可以通过上述公式进行，其中辐射功率P可以通过地球表面的温度来确定，辐射面积A可以通过地球表面的面积来确定，时间t可以取单位时间内的辐射能量，而辐射入射角θ则可以根据地球表面的法线来确定。
在实际的应用中，我们可以通过辐射强度的计算来研究太阳能的利用、气候变化等问题。
通过对太阳辐射强度的计算，我们可以确定太阳能电池板的布置角度和面积，从而提高太阳能的利用效率。
新能源辐射强度计算公式
新能源辐射强度计算公式引言。
新能源是指相对于传统能源而言的一种新型能源，主要包括太阳能、风能、地热能、潮汐能等。
这些能源具有取之不尽、用之不竭的特点，对于解决能源短缺和环境污染问题具有重要意义。
而新能源的辐射强度是评价其利用价值的重要指标之一。
本文将介绍新能源辐射强度的计算公式及其在新能源利用中的应用。
一、新能源辐射强度的概念。
新能源辐射强度是指单位面积上接收到的新能源辐射能量，通常以单位时间内单位面积上接收到的辐射能量来表示。
在太阳能利用中，辐射强度是评价太阳能资源丰富程度的重要指标；在风能利用中，辐射强度则是评价风能资源丰富程度的重要指标。
因此，准确计算新能源辐射强度对于评估新能源资源的利用潜力具有重要意义。
二、新能源辐射强度的计算公式。
1. 太阳能辐射强度的计算公式。
太阳能辐射强度的计算公式一般表示为：G = Gsc (1 + 0.033 cos(2 π (n 3) / 365))。
其中，G表示太阳能辐射强度，单位为W/m^2；Gsc表示太阳常数，其数值约为1367W/m^2；n表示一年中的第几天，取值范围为1-365。
2. 风能辐射强度的计算公式。
风能辐射强度的计算公式一般表示为：P = 0.5 ρ A v^3。
其中，P表示单位面积上的风能辐射强度，单位为W/m^2；ρ表示空气密度，单位为kg/m^3；A表示单位面积上的风能截面积，单位为m^2；v表示风速，单位为m/s。
三、新能源辐射强度的应用。
1. 太阳能利用中的应用。
太阳能辐射强度的计算公式可以用于评估某地区的太阳能资源丰富程度，从而指导太阳能光伏发电站的选址和容量规划。
此外，太阳能辐射强度的计算还可以用于太阳能热水器、太阳能光伏发电系统等太阳能利用设备的设计和优化。
2. 风能利用中的应用。
风能辐射强度的计算公式可以用于评估某地区的风能资源丰富程度，从而指导风力发电场的选址和风机容量规划。
此外，风能辐射强度的计算还可以用于风力发电机组的设计和优化，以提高风能的利用效率。
光能利用率参数计算公式
光能利用率参数计算公式光能利用率是指光能转化为有效能量的比率，是衡量光能利用效率的重要指标。
在光能利用率的计算中，有一些参数和公式是非常重要的，它们可以帮助我们准确地评估光能利用的效果。
光能利用率参数计算公式主要包括太阳辐射强度、光伏组件的转换效率、光照时间等因素。
下面我们将分别介绍这些参数的计算公式。
1. 太阳辐射强度的计算公式。
太阳辐射强度是指单位面积上单位时间内太阳辐射的能量。
它的计算公式为：I = P / (A t)。
其中，I为太阳辐射强度，单位为W/m²；P为太阳能总辐射量，单位为J；A为单位面积，单位为m²；t为时间，单位为s。
2. 光伏组件的转换效率的计算公式。
光伏组件的转换效率是指光能转换为电能的效率。
它的计算公式为：η = Pout / Pin。
其中，η为光伏组件的转换效率；Pout为光伏组件的输出功率，单位为W；Pin为光伏组件的输入功率，单位为W。
3. 光照时间的计算公式。
光照时间是指单位时间内太阳光照射地面的时间。
它的计算公式为：t = H / I。
其中，t为光照时间，单位为h；H为一天内太阳光照射地面的总时间，单位为h；I为太阳辐射强度，单位为W/m²。
综合以上三个参数的计算公式，我们可以得到光能利用率的计算公式：ηs = (I η t) / P。
其中，ηs为光能利用率；I为太阳辐射强度；η为光伏组件的转换效率；t为光照时间；P为光伏组件的输出功率。
通过这个公式，我们可以准确地计算出光能利用率，从而评估光能利用的效果。
在实际应用中，我们可以根据具体情况，调整参数的数值，来优化光能利用率，提高光能利用效率。
除了以上的计算公式，还有一些其他的因素也会影响光能利用率，比如光伏组件的安装角度、清洁程度、阴影遮挡等。
这些因素也需要我们进行充分的考虑和计算，以确保光能利用率的准确评估。
总之，光能利用率参数计算公式是评估光能利用效率的重要工具，它可以帮助我们准确地评估光能利用的效果，为光能利用的优化提供重要的参考。
热辐射强度计算公式
热辐射强度计算公式热辐射可是个挺有趣的物理概念呢！在咱们的日常生活和各种科学技术领域中，热辐射强度的计算那可是相当重要。
先来说说啥是热辐射。
就好比冬天，咱们靠近一个火炉，能感觉到暖洋洋的，这就是火炉在向周围空间发射热辐射。
而热辐射强度，简单理解，就是衡量这种热辐射能量大小的一个指标。
那热辐射强度的计算公式是啥呢？一般来说，常用的是斯特藩 - 玻尔兹曼定律。
这个公式表示为：$E = \sigma T^4$ 。
这里的$E$ 就是热辐射强度，$\sigma$ 是斯特藩 - 玻尔兹曼常数，大约是 5.67×10^-8 瓦/（米^2·开^4），而$T$ 则是物体的绝对温度。
我给您举个例子哈，就说咱们家里用的电灯泡。
灯泡在发光的时候，它其实也在发热，会产生热辐射。
假设一个灯泡的灯丝温度是 2500 开尔文，那咱们来算算它的热辐射强度。
把数值代入公式，$\sigma$ 取 5.67×10^-8 瓦/（米^2·开^4），$T$ 是 2500 开尔文，算下来热辐射强度$E$ 就约等于 7.3×10^7 瓦/米^2 。
您瞧瞧，这数字可不小，说明灯泡在发光发热的时候，向外辐射的能量还真挺强的。
再比如说，大夏天咱们走在马路上，被太阳晒得直冒汗。
太阳其实也是一个巨大的热辐射源。
太阳表面的温度大概有 5500 开尔文左右。
咱们用这个公式算算太阳的热辐射强度，那可是一个超级大的数字。
不过，您可别觉得记住这个公式，就能轻松搞定所有热辐射强度的计算啦。
实际情况要复杂得多！比如说，物体的表面特性、周围环境的温度和物体之间的距离等等，都会对热辐射的强度产生影响。
就像我之前有一次做实验，想要测量一个加热后的金属块的热辐射强度。
按照公式算出来的结果，和实际测量的总是有那么点儿偏差。
后来仔细一研究，发现是金属块的表面不够光滑，导致辐射的情况和理想状态不一样。
这可让我费了好大的劲儿，不断调整实验条件，才慢慢接近了准确的结果。
[最新]太阳的水平面散射辐射强度
![[最新]太阳的水平面散射辐射强度](https://img.taocdn.com/s3/m/0a4a7a5ae418964bcf84b9d528ea81c758f52eee.png)
太阳的水平面散射辐射强度是什么意思?——太阳辐射经过散射后到达某一水平面处的单位面积上的辐射功率。
与水平面总辐射强度有什么关系吗？——水平面总辐射强度包括太阳的直射辐射强度与太阳散射辐射强度
水平面总辐射强度=水平面直射辐射强度+水平面散射辐射强度。
水平面散射辐射强度——太阳辐射经过大气中的气体分子、尘埃散射后到达水平面的单位面积上的辐射功率。
法向直射辐射强度——表示垂直于辐射方向的平面上，单位面积上的直射辐射功率。
法向描述的是研究平面的方向，平面正对辐射方向。
水平面总辐射强度=水平面直射辐射强度+水平面散射辐射强度。
法向直射辐射强度——这个与水平面辐射强度无关，表示垂直于辐射方向的平面上接收到的直射辐射。
也包括到达该平面的所有方向的直射辐射。
法向描述的是研究平面的方向，不是指辐射方向。
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1－3、太阳辐射强度计算
倾斜面上太阳直射辐射强度Id
可由下式计算：
I d I dH cos
2
2
倾斜面上所获得的地面反射辐射强度IR
I R G I H (1 cos
2
2
)
33 29-Oct-17
1－3、太阳辐射强度计算
34 29-Oct-17
35 29-Oct-17
28 29-Oct-17
I DN
h
水平面
1－3、太阳辐射强度计算
水平面直射太阳辐射强度IDH
在直角OAB中，有：
I DN AB I DH OB
I DN
I DH I DN AB I DN sinh I 0 p m sinh OB
A o h
I DH
水平面
B
29
29-Oct-17
29-Oct-17
天顶
大气层
m=1/sinh h
m=1
地球平面
27
1－3、太阳辐射强度计算
1－3－4、晴天地球表面的太阳辐射强度计算 基本概念
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。
I DN I 0P m
式中：I0－垂直与大气层外边界处的太 阳辐射强度； P－大气透明系数 ； m －光线透过的大气质量。
9 29-Oct-17
1－2、太阳角
全年各日的时差e（单位：min）可用下式近似计算：
e 9.87 sin 2 B 7.53 cos B 1.5 sin B
360 n 81 B , 364
1 n 365
各月21日的时差e：
10 29-Oct-17
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 1－2、太阳角
1－2－6、任意平面上的太阳入射角i
任意表面的倾斜角
定义：任意倾斜面与水平面之间的夹角。
天顶 太阳 倾斜面法线
对于水平面：＝0°
对于垂直面：＝90°
z
南向
18 29-Oct-17
地平面
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。
黄道平面：地球绕太阳运行的轨道平面。地球自转轴与黄道
平面法线的夹角为23°27´。
4 29-Oct-17
1、地球的自转与公转
地球的公转：由于地球自转轴与黄道平面法线的夹角为23°27´
直射赤道，有时偏南，有时偏北，从而形成地球上季节的变化。
春分（3－21）：太阳直射赤道
，并
且地球的自转轴在公转时在空间的方向始终保持不变，使得太阳光线有时
cos sin sin cosh
当采用上式计算出的sin大于1时，太阳方位角改用 下式计算： 备注：
sinhsin sin sin coshcos
29-Oct-17
：赤纬角；
：时角； h：太阳高度角；
16
1－2、太阳角
17 29-Oct-17
1－2、太阳角
1－3、太阳辐射强度计算
水平面散射辐射强度IdH
I dH 1 1 pm I o sinh 2 1 1.4 ln p
水平面上的总辐射强度IH
I H I DH I dH m 1 Pm I 0 sinh P 2 1 1 . 4 ln P
式中：赤纬角
n为一年中的日期序号。
6 29-Oct-17
1－2、太阳角
1－2－2、时角 定义：每小时地球自转的角度为15°，因此可采用一天中地球自转的角
度来表示时间。用来表示时间的地球自转的角度称为时角，并规定正午 时角为零，上午时间取负，下午时角为正。
7 29-Oct-17
1－2、太阳角
真太阳时H 的规定：
京时间的关系。
解析：对于6月21日：e＝-1.4; 因此： H
Hs 113 .878 120 - 1.4 H s 0.431 15 60
备注：北京时间依据东经120 °所规定的，即Ls＝120；
12 29-Oct-17
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
可求得：时角 0 106.1370 则日照时间：T 2
0
15
2
106 .137 14.152h 15
。
23 29-Oct-17
1－3、太阳辐射强度计算
1－3－1、直射辐射、散射辐射和总辐射
基本概念
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
21 29-Oct-17
1－2、太阳角
1－2－7、日出、日没时角
定义：太阳视圆面中心出没地平线瞬间的时角，亦即太阳高度
角为0时的时角。
sinh sin sin cos cos
1 cos ( tan tan ) 则： 0
令 sinh＝0
式中：正值对应日落时角，负值对应日升时角。
1－3、太阳辐射强度计算
倾斜面上太阳直射辐射强度ID
在直角OAB中，有：
倾斜面法线
I D I DN cosi
直射 辐射
在直角OAC中，有：
I DH I DN sinh
i
A
倾斜面
B
I DN
水平面
I D
o
I DH
h
C
因此：
I D I DH
cos i sinh
32 29-Oct-17
h － 太阳高度角。
29-Oct-17
i
南向
地平面
20
1－2、太阳角
几种特殊的情况：
对于水平面，＝0，则： 对于垂直面，＝90°，则： 对于面向正南的倾斜面，
cos i sinh
cosi coshcos( )
＝0，则： cosi cos( ) cos cos sin( ) sin
最大月与最小月相差约7％。
26 29-Oct-17
1－3、太阳辐射强度计算
1－3－3、大气质量m
定义：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。完全不同于通常所说的“质量”。
规定：在海平面上，当太阳处
于天顶位置时，太阳光线垂直照 射所通过的路程为1。 忽略地球曲率的的影响，大气质量 m由下式计算： 1 m sinh
真太阳时H与地区标准时Hs的换算：
H Hs L Ls
15
e
60
式中：Hs－该地区标准时，单位为h；
L－当地的经度，单位为°； Ls－当地地区标准时所根据的经度，单位为°；
± － 对于东半球，取正，对于西半球，取负。
11 29-Oct-17
1－2、太阳角
例1：计算龙虎电站东经113.878 °6月21日真太阳时与北
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。
24 29-Oct-17
1－3、太阳辐射强度计算
1－3－2、太阳常数
定义：太阳与地球之间为年平均距离时，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。
30 29-Oct-17
1－3、太阳辐射强度计算
1－3－5、任意倾斜面上的太阳辐射强度计算
倾斜面上的总辐射强度I
I I D I d I R
式中：ID－倾斜面上太阳直射辐射强度；
Id－倾斜面上太阳散射辐射强度；
IR－倾斜面上所获得的地面反射辐射强度。
31 29-Oct-17
太阳能利用
制稿人：王舒庆 王利涛 主讲人：王舒庆 邯能涉县光伏电力开发有限公司
29-Oct-17
1
第一章 太阳辐射
2 29-Oct-17
1、地球的自转与公转
1、基本概念
地球的自转：地球绕地轴不断地自西向东旋转，其周期为24h。由于
地球的自转，产生昼夜交替的现象。
3 29-Oct-17
1、地球的自转与公转
转并不是均匀的，每天并不都是24小时，有时候少有时候多。考虑到该 因素得到的是真太阳时。
8 29-Oct-17
1－2、太阳角
时差e: 真太阳时与钟表指示时间（平太阳时）之间的差值。
时差产生的原因：
（1）太阳与地球之间的距离和相对位置随时间变化。 （2）地球赤道平面与黄道平面成一定的夹角（ 23°27´ ）。
下式计算： sinh sin sin cos cos
式中：
－当地纬度，单位为°； －赤纬角，单位为° ； －太阳时角，单位为°
天顶
太阳
z h
南向
地平面
13 29-Oct-17
1－2、太阳角
可见：太阳高度角h 随地区、季节及每日时刻的变化而变化。
1－2－4、天顶角Z
定义：地球表面上某点水平面的法线与太阳光线的夹角。可由下
真太阳时要求每天的中午12点，即当地太阳位于正南向的瞬时为
正午。传统上确定时辰，需使用真太阳时，所以要把平太阳时调整为真 太阳时。 我们日常用的计时是平太阳时，平太阳时假设地球绕太阳是标准 的圆形，一年中每天都是均匀的。北京时间是平太阳时，每天都是24小
时。而如果考虑地球绕日运行的轨道是椭圆的，则地球相对于太阳的自
天顶 太阳 倾斜面法线
z
南向
19 29-Oct-17