徐州地区太阳辐射强度的计算..
太阳辐射的计算2
HH
（计算方法2）
a'，b'－经验系数。
10 26-Nov-18
1－4、月平均太阳辐射日总量的计算
经验系数b' 可由下式计算：
1.11 b' 0.55 En
式中： En为当地的年平均绝对湿度，单位hPa－百帕（空气中 实际水蒸气压力）。
水平面上总辐射日总量的月平均值
N H H H C (a b ) N0
HH
（计算方法1）
式中： H C －晴天水平面上总辐射日总量的月平均值。可根据 不同纬度的日射观测资料来确定； a，b－经验系数。适合我国地区的系数为：a＝0.248, b=0.752 N/N0－日照百分率，其中N为实际每天日照时数的月平 均值；N0为同一时期每天可能的日照持续时间数月平均值。
此时，有：
Z
25 26-Nov-18
1－5、太阳能集热器倾角的确定
另一方面，根据纬度、赤
纬角及太阳天顶角的关系有：
天顶
Z
因此，当太阳光线垂直与集 热器采光面时，有：
赤道
26 26-Nov-18
1－5、太阳能集热器倾角的确定 不同使用场合下集热器倾角的确定
集热器全年使用（如太阳能热水系统）：
全年赤纬角的变化 日期 赤纬角 春分 0 夏至 23.5o 秋分 0 冬至 -23.5o
在工程上，可近似认为这一期间的平均赤纬角为10o。
因此，这类集热器的倾角按下式选取：
10
28
26-Nov-18
1－5、太阳能集热器倾角的确定
入射太阳辐射计算
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。
太阳辐射计算
11 日地距离
地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的 , 太阳位于椭 圆两焦点中的一个 。发自太阳到达地球表面的辐射能
量与日地间距离的平方成反比 ,因此 ,一个准确的日地 距离值 R 就变得十分重要了 。日地平均距离 R0 ,又称 天文单位 ,
1 天文单位 = 11496 ×108 km 或者 ,更准确地讲等于 149597890 ±500km 。日地距离 的最小值 (或称近日点) 为 01983 天文单位 , 其日期大
日 + 016
+ 017
+ 018
由于我国普遍采用的是北京时 , 它与格林尼治的
也随时都在变化着 ,但与地点无关 ,一年当中有 4 次为 地方时相差 8 小时 ,故具体到我国情况 :
零 ,并有 4 次达到极大 。时差也可以以式 (1) 相似的表 时段 (北京时) 200 - 424 424 - 648 648 - 912 912 - 1136
由于这一原因形成了每日中午时刻太阳高度的不同 ,
以及随之而来的四季的变迁 。太阳高度的变化可以从
图 1 中形象地看到 。图中日地中心的连线与赤道面间
的夹角每天 (实际上是每一瞬间) 均处在变化之中 , 这
个角度称为太阳赤纬角 。它在春分和秋分时刻等于
零 , 而在夏至和冬至时刻有极值 , 分别为正负
231442°。
013
014
015
上面 , 我们给出了 3 个计算式 , 从形式上讲 , 它们
前面 3 个计算式 , 项数多计算麻烦 , 后面多项订
与一般书籍中给出的并无不同 。我们之所以又重新研 正 ,更显繁琐 。为了方便实际应用 ,特编制如下仅含 20
究它 ,是因为以往的公式存在以下的通病 : ①对平年和 句的 BASIC 语言程序 ,供使用 :
太阳辐射强度的计算
12 7/10/2020
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： si n s ih sn i n c o cs os
式中：
－当地纬度，单位为°； 天顶 太阳 －赤纬角，单位为° ； －太阳时角，单位为°
可求得：时角 则日照时间：
0 10.61307
T2 105211 0 .15 6371. 4 15 h2
。
23 7/10/2020
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。
春分（3－21）：太阳直射赤道
夏至（6－21）：太阳直射北回归线
秋分（9－21）：太阳直射赤道
冬至（12－21）：太阳直射南回归线
5 7/10/2020
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：
2.34s5in360284n
365
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 7/10/2020
1－2、太阳角
❖太阳入射角i
定义：太阳入射线与平面法线之间的夹角。
太阳入射角 i 可由下式计算：
天顶
太阳
cio cs o si s s nic h n o co s h ) s(
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。
太阳直接辐射计算公式
太阳直接辐射计算公式太阳直接辐射是指太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的辐射能。
要计算太阳直接辐射，那可不是一件简单的事儿，这里面涉及到不少复杂的公式和参数呢。
先来说说太阳直接辐射的影响因素吧。
比如说，太阳高度角就特别重要。
太阳高度角越大，也就是太阳越接近头顶，那直接辐射就越强。
这就好比你在大晴天抬头看太阳，中午的时候是不是觉得特别刺眼？那就是因为中午太阳高度角大，直接辐射强。
还有大气透明度，这也是个关键因素。
如果大气很干净，透明度高，太阳直接辐射就能更多地到达地面；要是大气里有很多灰尘、水汽啥的，那直接辐射就会被削弱。
下面咱们就来看看太阳直接辐射的计算公式：$S_{b}=S_{0}P^{m}sin\!h$在这个公式里，$S_{b}$表示太阳直接辐射，$S_{0}$是太阳常数，大约是 1367 瓦/平方米。
$P$是大气透明系数，$m$是大气质量，$h$是太阳高度角。
这个大气质量$m$的计算也有点麻烦呢。
它跟太阳高度角有关系，具体公式是：$m = \frac{1}{sin\!h}$大气透明系数$P$会受到天气条件、地理位置等因素的影响。
一般来说，晴朗无云的天气，$P$的值会比较大。
举个例子吧，假如在一个晴朗的夏日中午，我们所在的地方纬度是30 度，此时太阳高度角是 60 度。
我们假设大气透明系数$P$是 0.8。
首先算大气质量$m$：$m = \frac{1}{sin60°} \approx 1.15$然后把这些值代入太阳直接辐射的公式：$S_{b}= 1367×0.8^{1.15}×sin60°$经过计算，就能得出此时的太阳直接辐射值啦。
不过要注意哦，实际情况中，计算太阳直接辐射可没这么简单。
因为大气的状况是不断变化的，还有地形、建筑物的遮挡等等因素都会影响到最终接收到的太阳直接辐射。
就像我有一次去爬山，早上出发的时候太阳还不太晒，随着往上爬，太阳高度角逐渐变大，到了山顶的时候，那太阳直射下来，感觉特别热。
徐州地区太阳辐射状况评估
ｉ ｗ ｓｃ ｎ ｌｄ ｄ ｔａ ｈ ｈ ｎ ｅｏ ｎ ｈｙ ｓ ｌｒｒｄ ａｉｎ ｉ ｚ ｏ ｒ ａｓ ｏ ｅ ｈ ｅ ｄ ｎ ｙｏ Ｗ—ｈｇ ｔ ａ ｏ ｃｕ ｅ ｈ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｆ ｔ ｍｏ ｔ ｌ ｏａ ｉ ｔ Ｘｕ ｈ ｕ ａ ｅ ｈ ｗ ｄ ｔｅ ｔｎ ｅ ｃ ｆ Ｏ ａ ｏ ｎ ｌ ｉｈ—ｌｗ． ｈ ｉ ｈ ｓ ｗ ｓｉ ｏ ｔ ｅｈ ｇ ｅ ｔ ａ，ｎ
ｍａｋｅ ｙ．ａ ｄ ｈ ｓｍａｎ ａｎ ｄ ａ ｇ ｅ ｅ ｅ ｏ ｏ ｇ ｔｍｅ Ａｓ ｅ ｓ ｎ ｅ ｕ ｔ ｏ ｉ ｒｔ ｔｔｅ ｓ ｌ ａ ａｉｎ ｒ ｓ ｕ ｃ ｎ Ｘｕ ｈ ｕ ｒ ｄｌ ｎ ａ ｉｔ ｉｅ ｔａｈｉｈ ｒｌｖ ｌｆｒａｌｎ ｉ ． ｓ ｓ ｍｅ ｔｒ ｓ ｌｓｃ ｎｓｄｅ ｈａ ｈ ｏａ ｒｄｉｔ ｅ ｏ ｒｅ ｉ ｚ ｏ ｒ ｏ ａｅ ｓｇ ｎ ｒ ｌ ｖ ｉａ ｌ ｒ ａ ｉ ｅ ｅ ａ ｙ ａ ａｌｂｅ，ｉ ｈａ ｅ ｔｉ ｅ ｅｏ ｌ ｔ ｓ ａ ｃ ｒａ ｎ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｎ ｉｉａ ｉｎ ｖ ｕ ． Ｈｏ ｖ ｒ ｈ ｒ ａ ｎｅ ｎｔａ ｄ ｕｔ ｚ ｔｏ ａ ｅ ｌ ｌ ｗｅ ｅ ，ｔｅ ｇ ｅ ｔｉ ｔｒ— ａ ｎ ａ ｈ ｎｇ ｓ ｉ ｈ ｏａ ｎ ｕ ｃ ａ ｅ ｎ ｔｅ ｓ ｌｒ ｌ ｒｄ ａｉｎ ｉ ｚ ｏ ｒ ａｗｉ ｉｅ ｔｙ ａｆｃ ｔ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔａ ｄ ｕｉｉａｉｎ． ａ ｉｔｏ ｎ Ｘｕ ｈ ｕ ａ ｅ ｌ ｄ ｒｃｌ ｆｅ ｔｉｓｄ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｔｌｚ ｔ ｌ ｏ Ｋ ｅ ｒ ｓ：Ｘｕ ｈ ｕ：Ｓ ｌ ａ ｉｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ｚｏ ｏａ ｒｄ ａｉｎ：Ａｓ ｅ ｓ ｎ ｒ ｓｓ ｍｅ ｔ
２ ．Ｈｕ ｉｎＭｅｅｒｌｇｃ ｌ ｆｃ ｆＪａｇｕ Ｐ ｏｉｃ ．ＨＨ ｉ ２ ０ １ ｈｎ ） ａａ ｔｏｏｏ ｉａ ｉｅｏ ｉｎ ｓ ｒｖｎ ｅ ０ｆ ａｔｉ ３ ０ ．Ｃ ｉａ ２
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。
太阳辐射度计算公式
nc = (cos β )i + (sin β )(cos γ ) j − (sin β )(sin γ )k
对于那些没有追踪功能的固定阵列，它们通常是面向正南的。垂直于阵列的单位矢量 可以简化成：
n c = (cos β )i + (sin β ) j
赤纬角
阵列的偏角
时角
照射到阵列上的光强与指向太阳的单位矢量s和垂直于阵列的单位矢量nc之间的夹角 的余弦成正比，这个量可以通过求两个矢量的标量积得到。使用上面给出的那些关系式， 这个余弦可以写成：
另一种理解，也可以把受辐射的面积想象成垂直于来流方向，而流体是以某个偏转 角投射到这个表面上的，当然也等于Acos z。 参考前面的内容，cos z的表达式可以写成：
cos z = C1 + C 2 cos ω
上式中的余弦函数cos z主要依赖于C1的符号，因为C2总是正的。
照射在倾斜阵列上的光强 我们总能在所处的地理纬度上找出比倾斜布置好得多的光伏阵列布置方式。为了获得 照射在倾斜阵列上的光强，我们需要在当地坐标系下计算光伏阵列的方位。 在下图所示的坐标系中，垂直于一个倾斜布置的光伏阵列的单位矢量可以写成：
光伏太阳能系统——太阳光源
太阳辐射几何学 根据地球自转和围绕太阳公转的日常以及季节性变化，我们推导了在任意朝向的光伏 阵列上的太阳辐射强度计算方法。为了介绍这个计算方法，需要引入两组描述太阳和地球 相对位置的坐标系。 第一组给出太阳相对于固定在地球上的坐标系的位置，坐标系的一个轴指向天顶，另 一个与之正交的轴指向地平线，即下图中的i, j坐标系，称为地平坐标系。 另一组坐标系也固定在地表的同一个位置，但是一个轴指向极点，即北天极，另一个 与之正交的轴则指向与赤道平行的方向，即下图中的I, J坐标系，称为时角坐标系。
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算✍太阳能辐射能量不同单位之间的换算⏹1卡（cal）＝4.1868焦（J）＝1.16278毫瓦时（mWh）⏹1千瓦时（KWh）＝3.6兆焦(MJ)⏹1千瓦时／平方米（KWh/m²）=3.6兆焦/平方米（MJ/m²）=0.36千焦/平方厘米（KJ/c m²）⏹100毫瓦时/平方厘米（mWh/cm2）=85.98卡/平方厘米（cal/c m²）⏹1兆焦/米平方(MJ/m²)=23.889卡/平方厘米(cal/c m²)=27.8毫瓦时/平方厘米 (mWh/c m²)✍太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算⏹辐射能量换算成峰值日照系数：⏹当辐射量的单位为卡/平方厘米时，则：年峰值日照小时数=辐射量×0.0116（换算系数）例如：某地年水平面辐射量139千卡/厘米²（kcal/m²）,电池组件倾斜面上的辐射量152.5千卡/厘米²（kcal/c m²）,则年峰值日照小时数为：152500卡/厘米²（cal/c m²）×0.0116=1769h,峰值日照时数=1769÷365=4.85h.⏹当辐射量的单位为兆焦/米平方（MJ/m²）时，则：年峰值日照小时数=辐射量÷3.6（换算系数）例如：某地年水平辐射量为5497.27兆焦/米²（MJ/m²）,电池组件倾斜面上的辐射量为348.82兆焦/米²（MJ/m²）,则年峰值日照小时数为：6348.82（MJ/m²）÷3.6=1763.56h,峰值日照时数=1763.56÷365=4.83h.⏹当辐射量的单位为千瓦时/米²（KWh/m²）时，则：峰值日照小时数=辐射量÷365例如：北京年水平面辐射量为1547.31千瓦时/米²（KWh/m²）,电池组件倾斜面上的辐射量为1828.55千瓦时/米² (KWh/m²),则峰值日照小时数为：1828.55(KWh/m²)÷365=5.01h⏹当辐射量的单位为千焦/厘米²（KJ/c m²）时，则：年峰值日照小时数=辐射量÷0.36（换算系数）例如：拉萨年水平面辐射量为777.49千焦/厘米²（KJ/c m²），电池组件倾斜面上的辐射量为881.51千焦/厘米²（KJ/ c m²），则年峰值日照小时数为：881.51（KJ/ cm²）÷0.36=2448.64h，峰值日照时数=2448.64h÷365=6.71h。
徐州市辐射环境质量现状分析
按照江苏省辐射环境质量监测实施计划要
求， 徐州市在淮河和南水北调 ２ 个流域设 置了 ３ 个监测断面进行地表水中放射性核素监测 ， 其中 蔺家坝断面为国控断面 ， 每年 ３ 月和 ８ 月份监测
注 ：Ｂ 从 ２Ｏ 年开始监测 ， ａ ’ ｅ ０９ 总 和总 口 ２ １ 年下半年不再监 从 ００
中钾含量 比较高 ， 其放射性 同位素柏 Ｋ含 量 以相
同的 比例 提高 ， 溶解 于 地表 水 中造 成 的 。一 般 情 况下 ， 表水 中放 射性 核素 的检 测 值不 超过 天 然 地 本底 水 平 ３倍 是 可 以接 受 的 ， 认 为 造 成 了 污 不
染。
１２ ２ 饮用 水 ．．
砒 ∞ｐｅ ，ｗ ｔ ， ｏ ｅ８ ｏｉｒ ｅＸ ｚｏ ｉ ． ｘ ｇ ｅａａ ｍ ２０－ ２ １ ｄ ｌ￣ｅｖ ｏｍ ｎ ｌ ｏｉ ｒｇ ｍ ｌｌ ａ ｒ ｓｉｗＩ ｎｏｅ ｉ ｔ ｕｈｕＣｔ ￣ ， ｈｔ ｎｌ ｏ ０７ ０ １ｒ ｉｉ ｎｉ ｎ ｅｔ ｎｔｉ ｌｅ ｅ ｌ １ｍ ｔ ｄ ｎ ｈ ｙ ｕ ｈ ｙ ｆ ａ ａｏ ｒ ａ ｍ ｏｎ
测。
２ ， 次 艾山西大桥和复新河断面每年 ３ 月份监测
１ 。监测 结果 见表 ４ 次 。
表 ４ 徐 州市地衰水 中放射性核素监测结果
ｍ ｑＬ Ｂ ／
《 地表水环境质量标准》 Ｇ ８８ ２０ ） （ Ｂ３３ — ０２ 中
没有放射性 核素和总 ａ总 口 、 的标准。参 考《 生
・
徐 州市饮 用 水 辐 射 水 平 监 测 点 位 为 徐 州 市
面帅 Ｋ连续 ３ 年均超过 了天然本底 水平 ， 最大值
出现 在 ２ １ ００年 （５ ｑＬ ， 本 底 水 平 的 １４ ３０ｍＢ／） 是 ． 倍 ， 可能 是 由于 复新 河沙 庄桥 附 近土 壤或岩 石 这
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。
太阳的辐射功率公式
太阳的辐射功率公式太阳是生命的源泉，它是地球上我们所有生物共同依赖的能源之一，它提供给地球上所有生命活动的能量。
太阳辐射功率亦称为太阳辐射强度，是指发射出的每单位时间和每单位面积的太阳能功率，是太阳能供给地球能量的量纲。
太阳能理论源自公元前400年希腊数学家亚里士多德，他利用高尔夫仪器测量出太阳辐射功率。
太阳辐射功率公式(Solar Radiative Power Formula)是衡量一个物体的辐射功率的公式：P=εσAT^4其中，P为物体的总辐射功率，ε为物体的辐射系数(Emissivity)，σ为每秒钟每平方米的Stefan-Boltzmann常数，A 为物体的表面积，T为物体的温度。
太阳的辐射功率由这个公式来衡量。
太阳的温度是其发射辐射功率的关键因素，平均温度约为6000K，太阳辐射功率也随着温度的变化而变化，由此可见，太阳的总辐射功率是一个指数函数，当温度每增加一个标准气温时，辐射功率将增加25%的量。
太阳的辐射系数ε通常介于0.21之间，是由物体的表面粗糙程度决定的。
一个物质的表面越光滑，辐射系数越高，反之亦然。
太阳黑体表面的辐射系数ε约为0.8。
太阳面积常常用一个球体面积来计算，那么太阳表面积A=4πr^2，r=696000km，此时太阳面积A=6.087×10^14 km^2。
Stefan-Boltzmann常数σ常数值为5.67×10^-8 W/(m^2K^4)。
从上面的分析可以得到太阳的总辐射功率P：P=εσAT^4=0.8×5.67×10^-8×6.087×10^14×(6000K)^4=3.85×10^26W从上面的计算结果可以说明，太阳的总辐射功率是一个令人印象深刻的数字，每秒钟太阳辐射功率的大约是1.4×10^7Kw/，比静止的一兆瓦无线电发射机的能量高出1000万倍。
太阳辐射功率的测量工作在物理中占有重要地位，它可以帮助我们更深入地理解太阳是如何影响地球上的各种过程，以及更好地利用太阳能。
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。
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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。
赤纬角的日变化可用如下近似表达式计算：δ=+n23.45sin[360(284)/365]式中 n---从1月1日算起一年中的第几天的天数 ;一年中赤纬角(δ)的变化范围23.45±°之间 ;1.1.2 太阳时和时差天球坐标系统从观测者的位置，作一个水平面，和天球的交线称为天球的水平圈；作一铅垂线，和天球的交点分别称为天球的天顶和天底。
通过天顶和天底的大圆称为垂直圈，通过天球极点的垂直圈称为子午圈。
通过天体的时圈和子午圈在北极点的夹角或在赤道上所跨的弧长称为该天体的时角。
在本坐标系里，天体在天球上的位置是用高度角和方位角来确定的。
所谓太阳高度角就是观测天体视线和水平面的夹角，而方位角则是通过该天体的垂直圈和子午线圈在天顶的夹角。
这个坐标是固定在观测者所在地球上的。
由于地球的自转，从这个坐标系看来，所有的日月星辰在天球上，围绕天球的极点每昼夜旋转一周。
即某天体的时角每隔一小时就要相差15度，这就是我们日常观察星空所看到的景象。
太阳经过观测点相应的子午圈为当地正午十二时和子夜零时。
太阳在正午时，时角为0°；上午时角为负，下午时角为正。
即以中午太阳时十二点在基点，顺时针为负；逆时针为正。
以太阳时角所确定的时间称为当地的真太阳时。
由于太阳与地球之间的距离和相对位置随时间的变化而变化的，以及地球赤道面和公转轨道面不一致，致使真太阳时有时候快一些，有时候慢一些。
而钟表所指示的时间是均匀的，有称平太阳时。
真太阳时与平均太阳时的差值称为时差。
真太阳时H 可按下列公式计算： ()1560S s L L eH H -=±+ 式中 s H ---该地区的标准时间 ， h ；L---该地区的经度；L---当地时区的标准子午线；Se ---时差，min；时差e的计算：9.87sin(2)7.53cos 1.5sin=⋅-⋅-⋅e B B B式中360(81)/364=⋅-，1365n〈〈；B nn---日期序号；1.1.3 太阳高度角的计算球面三角形在地平坐标系中，要用到球面三角的一些公式。
在此仅给出与球面三角有关的几个定义和公式。
球面上两点之间的员短距离是沿着大圆(即其平面通过球心)的圆周来测量的。
球面三角形的顶点是三条从球心引出的射线同球面相交的点。
射线之间夹角小于180(的那些角称为球面三角形的边a, b, c。
三角形的每一边对应着球面上的一个大圆弧见图。
分别与边a, b, c相对的球面三角形的角A,B,C 是相应的大圆弧之间的夹角，或者是已知的射线所确定的平面之间的角。
从球面三角形中的边角关系，由余弦定律可得到计算太阳高度角h的公式：sinh sin sin cos cos cos ϕδϕδω=⋅+⋅⋅ h arcsin(sin sin cos cos cos )ϕδϕδω=⋅+⋅⋅ 式中 ϕ---该地区的地理纬度 ； δ---为太阳赤纬 ； ω---太阳时角 ；1.1.4 太阳常数太阳常数是在日地平均距离处(这个平均距离大约为1亿5千万公里)，地球大气层外，垂直于太阳光线的平面上，单位面积、单位时间内所接收到的太阳辐射能。
太阳常数是指大气层外垂直于太阳光线的平面上的辐射强度。
太阳辐射在穿过大气层时被减弱，这种减弱主要是由于大气的各种成分的吸收和散射引起的。
大气中的各种成分对各种不同波长的太阳辐射的吸收和散射的作用是不同的，但总的说来，在地面上测得的最大的垂直于太阳辐射的平面上的辐射强度大约是太阳常数的80％，也就是说，被大气吸收和散射的太阳辐射至少约占太阳常数的20％左右。
1.1.5 大气对太阳辐射的吸收和散射以及大气透明度大气对于太阳辐射的吸收是有选择性的，它只对某些波长的辐射强烈地吸收，而让另一些波长的辐射透过，这种作用就称为选择性吸收。
大气中能够吸收太阳辐射的气体以臭氧、氧和水汽等为主。
太阳辐射进入大气层中，遇到空气分子及浮悬在空中而直径小于太阳辐射波长的微尘时(如液滴、雾、冰晶、微尘、空气分子等)就有散射作用发生。
大气对各种波长的太阳辐射的散射程度是不同的，这既是说大气对于太阳辐射的散射作用也是有选择性的。
一般地说，短波散射辐射的强度随太阳高度的增大而增大。
大气对太阳辐射吸收和散射的结果，使太阳辐射能在通过大气层时有一定的衰减，表征大气使辐射能衰减程度的一个重要参数就是大气透明度。
根据Bouguer-Lambert 定律，当波长为λ的太阳辐射I λ，在经过dm 厚的大气层后，辐射衰减量为dI I dm λλλα⋅=-⋅ ；式中α称为大气的消光系数，如将上式积分，则得 0m I I e αλλλ-=⋅ ； 或表示为0mI I P λλγ=⋅ ；式中0I λ是0m =时的I λ值。
但上述Bouguer-Lambert 定律只适用于单色光，对于太阳辐射的全光谱则应有00mm I I P d λλλλ=⋅⋅⋅⎰ ；以上诸式中，0I 是太阳常数，m 是大气质量。
这里通常把太阳辐射通过垂直于海平面的整个大气层厚度称为一个大气质量，而它的透明度（或称透明系数）即为1P ；当大气质量为m ，其透明系数即为m P 。
所以，大气质量m 这一概念与通常所说的“质量”是完全不同的，它是指在倾斜方向上辐射通过的大气层厚度为垂直方向上辐射通过的大气层厚度的倍数， 即1/sinh m =经过气象工作者根据观测资料研究得出P1和Pm 之间的近似关系为1m m P P ≈所以，当太阳高度为h ，而太阳能集热器的受热面垂直于太阳光线时，直射太阳辐射通量应为01m I I P =⋅。
则有0/m m P I I =因此，大气透明系数P 的物理意义，就是当光线经过大气的路程最短时，该光谱段在地面辐射强度与在大气层上界的辐射强度之比，即 0/P I I = 大体上说，在一个大气质量的情况下，P 值可应用下列的经验数据：10.85P =，大致相当于最好天气时的透明度； 10.80P =，大致相当于很好天气时的透明度； 10.65P =，大致相当于中等晴朗天气时的透明度； 10.53P =，大致相当于较差的晴天时的透明度；3.2 太阳能辐射强度的计算照射在水平面上的太阳辐射总强度由直接辐射、天空散射两部分组成。
太阳直接辐射就是指以平行光线的方式从太阳直接投射到地面上的辐射能。
太阳直接辐射与天空散射不同，天空散射是由于大气和云层使太阳光线所产生的自天空投射到地面的辐射能。
在1 cm 2的水平表面上，正午时太阳直射辐射的强度是依地理纬度不同而变化的。
高纬度地方的强度较低纬度地方为弱，因为高纬度地方正午时太阳离地平线的高度比低纬度地方要低得多。
此外，云量对太阳直射辐射的强度影响也很大。
在太阳离地平面15°--20°以上时，太阳辐射才能通过高云(轻而透明的卷云和卷层云)。
太阳高度在40°和40°以上时，才能通过比较稠密的中云(高层云和高积云)。
太阳直射辐射不能透过最密的低云(层积云和两层云)但碎层云例外，太阳高度在50°左右及50°以上时，太阳直射辐射可以通过这种云。
太阳直射辐射的强度同样地还随地方的海拔高度而改变。
大气厚度随高度助增加而减小，同时大气的透明度因水汽和微尘的减少而增大。
1.2.1 太阳光穿过大气层达到地球表面时，垂直太阳光平面上的太阳直射强度可按下式计算：20sinh ()(sinh )cn sc c r I I r c =⋅+式中sc I ---太阳常数 ， （2/W m ） ；20()rr---日地距离为r 时的修正系数 ，0r 为日地平均距离 ；h c ---太阳高度角 ；c ---和大气透明度有关的系数 ，对较好的晴天可取c =0.33 ；参数确定：20()r r ---20()10.033(2/365)rn rπ=+ ；式中n---日期序号 ；1.2.2 太阳在水平面上的直射强度为： sinh nh n c I I =⋅ （2/W m ） 太阳在水平面上的散射强度为：11sinh 21 1.4ln msh n c p I I p -=⋅⋅- （2/W m ）式中m---阳光透过大气层的大气质量， 当sinh 0.3c 〉时，1/sinh c m =； 当sinh 0.3c 〈时，3m =；p---大气质量为1时的大气透明率，徐州地区取p=0.65，中等的晴天；1.2.4 太阳辐射在水平面的总辐射zh I zh nh sh I I I =+ （2/W m ）3.3 计算结果徐州地处东经117°22′；北纬34.32° 北京标准时间为东经120° 1.3.1 一月 时间6 7 8 910 11 12 13 14 15 16 17 18zhI （2/W m ）0 0 47 229 409 538 603 596 519 380 193 24 0一月-100010020030040050060070005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh 多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)4320.651432.167554.813891.79493.5y x x x x =-+-+ 1.3.2 二月 时间6 7 8910 11 12 13 14 15 16 17 18zhI （2/W m ）0 2 15237055368073872263247727665二月-100010020030040050060070080005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh 多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)4320.629530.891524.483569.38384.6y x x x x =-+-+ 1.3.3 三月 时间6 7 8910 11 12 13 14 15 16 17 18zhI （2/W m ）0 41 2584886848238928868056444382001 2三月-2000200400600800100005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh 多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)4320.498924.903422.432791.46258.4y x x x x =-+-+ 四月 时间6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18zh I （2/W m ） 0 28 65 85 97 103 106 105 102 95 81 59 20四月-20002004006008001000120001020太阳辐射在水平面的总辐射Izh多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)4320.321816.086262.831550.32887.9y x x x x =-+-+ 1.3.5 五月 时间678910 11121314 15 16 17 18zhI 2/W m92 313 542 747 908 1012 1052 1023 928 775 576 349 121五月02004006008001000120005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh 多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)4320.228811.066166.14783.12902.22y x x x x =-+-+ 1.3.6 六月 时间6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 zhI 2/W m1483695867789261019105010169207695763581382004006008001000120001020六月太阳辐射在水平面的总辐射Izh多项式(太阳辐射在水平面的总辐射Izh)4320.20569.8483144.26630.79599.86y x x x x =-+-+ 1.3.7 七月 时间6 78910 11 121314 15 16 17 18zh I 2/W m 85 296 517 718 879 987 1033 1014 932 792 607 391 168七月02004006008001000120005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh 多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)432y = 0.2141x - 10.481x + 159.39x - 763.3x + 912.05 1.3.8 八月 时间6 78910 11 1213 14 15 16 17 18zh I 2/W m 68 302 533 731 883 975 1001 959 851 687 479 252 53八月02004006008001000120005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh 多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)432y = 0.2451x - 11.532x + 168.33x - 762.53x + 757.741.3.9 九月 时间6 78910 11 12 13 14 15 16 17 18zh I 2/W m 0 134 366 580 752 865 909 880 782 622 415 182 8九月-2000200400600800100001020太阳辐射在水平面的总辐射Izh多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)432y = 0.3858x - 18.754x + 302.46x - 1814.3x + 3539.2 1.3.10 十月 时间6 7 8910 11 12 13 14 15 16 17 18zh I 2/W m 0 24 211 426 601 719 769 746 653 497 296 82 0十月-100010020030040050060070080090005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)432y = 0.5712x - 27.868x + 467.23x - 3105.9x + 7083.11.3.11 十一月 时间6 7 8910 11 12 13 14 15 16 17 18zh I 2/W m 0 0 154 348 502 598 627 585 476 313 117 0 0十一月-100010020030040050060070001020太阳辐射在水平面的总辐射Izh 多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)432y = 0.6638x4- 31.645x + 523.98x - 3499.9x + 8102.8 1.3.12 十二月 时间6 7 8 910 11 12 13 14 15 16 17 18zh I 2/W m 0 0 47 219 389 506 560 544 461 319 137 3 0十二月-100010020030040050060005101520太阳辐射在水平面的总辐射Izh多项式 (太阳辐射在水平面的总辐射Izh)432y = 0.6565x - 32.096x + 548.97x - 3828x + 9298.83.4 水平面上月平均日总辐射量月份1月（1.17） 2月(2.14)3月(3.15) 4月(4.15) 5月(5.15) 6月(6.10) 日辐射量（MJ/m2） 12.692 16.78522.2827.06330.06530.71月份7月8月9月10月11月12月(7.18)(8.18) (9.18) (10.19) (11.19) (12.13) 日辐射量（MJ/m2） 29.946 27.85822.86617.96913.1911.5图表标题0.0005.00010.00015.00020.00025.00030.00035.000051015水平面上月平均全天总辐射总量MJ/m2多项式 (水平面上月平均全天总辐射总量MJ/m2)432y = 0.0148x - 0.3562x + 2.1278x + 0.3078x + 10.523。