太阳能倾斜面上辐射量的计算(专业版)
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。
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标题：不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算一、引言太阳能作为清洁能源的重要组成部分，受到了越来越多地关注和应用。
而太阳能的利用效率很大程度上取决于太阳辐射的接收情况。
对于不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算成为了太阳能利用领域的一个重要研究课题。
本文将对此进行深入探讨。
二、不同方位倾斜面上太阳辐射量的评估1. 不同方位对太阳辐射的影响在太阳能利用中，面向不同方位的太阳能电池板所接收到的太阳辐射量是不同的。
通常来说，朝向南方的面板接收到的太阳辐射量相对较大，而朝向北方的面板接收到的太阳辐射量相对较小。
而朝向东方和西方的面板接收到的太阳辐射量则会随着时间的变化而有所波动。
2. 太阳辐射量的计算方法在现实应用中，我们通常使用太阳辐射量计来测量接收到的太阳辐射量。
还可以通过数学模型来计算不同方位倾斜面上的太阳辐射量。
这些模型往往需要考虑地理位置、时间、气候条件等因素，并进行复杂的计算。
3. 不同方位倾斜面上太阳辐射量的比较通过实际数据或者数学模型的计算，我们可以得出不同方位倾斜面上的太阳辐射量。
这些数据可以帮助我们更好地选择太阳能电池板的安装位置和角度，从而提高太阳能的利用效率。
三、最佳倾角的计算1. 最佳倾角的概念最佳倾角是指能够使太阳能电池板在给定条件下接收到最大太阳辐射量的倾斜角度。
通常来说，最佳倾角会随着地理位置和季节的变化而变化。
2. 最佳倾角的计算方法计算最佳倾角通常会考虑太阳高度角、太阳方位角等因素，并通过数学模型或者实验来获得。
这些计算方法在不同的研究文献中有所涉及，但通常都需要进行复杂的数学推导和计算。
3. 最佳倾角的实际应用得到最佳倾角的计算结果后，我们可以将其应用到太阳能电池板的安装和调整中。
通过合理地选择和调整太阳能电池板的倾斜角度，可以最大限度地提高太阳能的利用效率，从而降低太阳能发电的成本。
四、个人观点与总结个人观点：在实际应用中，对于不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算需要综合考虑地理位置、气候条件、装置倾斜角度等多种因素，并进行精细的计算和调整。
不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算
标题：不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算在气候变化与环境保护日益引起人们的关注的今天，太阳能作为一种清洁、可再生能源备受关注。
而对于太阳能的利用，不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算是非常重要的一环。
本文将对这一主题进行深入探讨，并给出个人的观点和理解。
一、不同方位倾斜面上太阳辐射量的计算1.1 直射辐射、散射辐射与地面反射太阳辐射主要包括直射辐射、散射辐射和地面反射。
直射辐射指太阳光直接垂直射到地面的辐射，散射辐射指太阳光经大气散射后，以各种方向散射到地面的辐射，地面反射指太阳光射到地面后，被地面反射到其他地方的辐射。
1.2 太阳辐射量的计算方法太阳辐射量的计算包括水平面太阳辐射量的计算和倾斜面太阳辐射量的计算。
而倾斜面太阳辐射量的计算需要考虑倾斜面的朝向和倾角。
二、不同方位倾斜面上最佳倾角的计算2.1 最佳倾角的定义在实际应用中，为了使光伏板在不同时间、不同季节获得最大的太阳辐射能量，也就是说，要使得太阳辐射量最大，需要确定最佳倾角，使得光伏板的朝向和倾角相对于太阳的相对角度为最佳。
这就是最佳倾角。
2.2 最佳倾角的计算方法最佳倾角的计算方法包括经验计算法和优化计算法。
其中，经验计算法简单易行，但只能在特定的地域或者地域范围内进行应用。
而优化计算法需要借助专业的软件和模拟技术，可以应用于更广泛的地域范围内。
三、个人观点和理解在实际应用过程中，不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算是非常重要的。
而对于太阳能光伏板的安装和设计来说，正确地计算太阳辐射量和确定最佳倾角可以有效提高太阳能的利用效率，减少能源的浪费。
我认为在太阳能利用过程中，这一主题的深入研究和实际应用非常重要。
总结回顾通过本文的探讨，我们了解到不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算对于太阳能的利用至关重要。
在计算太阳辐射量的时候，需要考虑直射辐射、散射辐射和地面反射；而在确定最佳倾角的时候，需要根据具体情况选择合适的计算方法。
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【原创实用版】目录1.太阳能的重要性2.太阳辐射量的计算方法3.最佳倾角的概念与计算4.不同方位倾斜面上的太阳辐射量与最佳倾角5.结论正文太阳能作为一种清洁、可再生的能源，在我国的能源结构中占据越来越重要的地位。
太阳能的利用，尤其是光伏发电技术，需要充分考虑太阳辐射量和接收器的倾角等因素，以提高发电效率。
本文将对不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算进行探讨。
首先，我们来了解太阳辐射量的计算方法。
太阳辐射量是指单位时间内太阳辐射到地球表面的能量，通常用每平方米的千瓦时（kWh/m）表示。
计算太阳辐射量的公式为：辐射量（kWh/m）=太阳常数×日照时间（小时）×太阳辐射面积（m）。
其中，太阳常数是指太阳辐射在地球大气层外的强度，取值约为 1361W/m。
其次，我们来介绍最佳倾角的概念及计算。
最佳倾角是指太阳电池板与水平面的夹角，此时太阳辐射量最大。
计算最佳倾角的方法通常采用太阳轨迹法。
太阳轨迹法是根据地球上的观察点、太阳的高度角和方位角，计算出太阳电池板与水平面的最佳倾角。
具体计算公式为：倾角（°）=90-（纬度±太阳赤纬）。
接下来，我们来分析不同方位倾斜面上的太阳辐射量与最佳倾角。
对于不同方位的倾斜面，太阳辐射量和最佳倾角会有所不同。
一般来说，倾斜面朝向太阳的高度角和方位角时，太阳辐射量最大，此时对应的倾角为最佳倾角。
以我国为例，纬度较低的地区，如广东、福建等，最佳倾角较大；而纬度较高的地区，如东北、西北等，最佳倾角较小。
综上所述，太阳能的利用需要充分考虑太阳辐射量和接收器的倾角等因素。
光伏倾斜斜面辐射量计算
时间通道 2001-1-3 13：00年份 y=2001日序 N= 3北京时 H=13N0 = 79.6764+0.2422（2001-1985）-INT[0.25×(2001-1985)]= 79.5516式中：INT 是标准取整函数时角 2422.365/)(20N N x -⨯=πx=2*3.1415926*(3-79.5516)= -1.3169赤纬角x x x x x x cos30201.02cos 3656.0cos 7580.03sin 1712.02sin 1149.0sin 2567.233723.0++--++=δ =-22.84231797 单位:度式中：日角 x=-1.3169化为弧度单位：-0.39867180/*84231797.22-==πδ真太阳时Hst=H+E/60-(120-Llso)/15地理经度 Llso=97.27°北京时H=13参数 E=9.87*sin(2B)-7.53*cos(B)-1.5*sin(B)364)81(2-⨯=N B π=2*3.1415726*(3-81)/364=-77.1429E=-4.49562Hst=13+(-4.49562)/60-(120-97.27)/15=11.40953348太阳时角 )12360152,s -⨯︒⨯=t t H （πω=2*3.1415926*15/360*(11.40953348-12)= -0.1546地理纬度φ=37.35°化为弧度单位：0.651964180/*35.37==πφ大气外层太阳辐射强度 G0n]3652cos 033.01[0N I G sc N π+=式中：Isc=1367W/m 2 , N 为日序。
G 0N =1367*(1+0.033*cos(2*3.1415926*3/365))=1412.051 W/m 2太阳天顶角余弦： )sin()sin()cos()cos()cos(cos δϕωδϕθ⨯+⨯⨯=t z=cos(0.65194)*cos( -0.39867)*cos(-0.1546)=+sin(0.65194)*sin(-0.39867) = 0.488304614倾斜面入射角余弦：ttωδγβωδγβϕβϕδγβϕβϕθsin cos sin sin cos cos )cos sin sin cos (cos sin )cos sin cos cos (sin cos ⨯+⨯⨯++⨯-= )cos(sin sin cos cos cos z z z γγβθβθθ-+=δ——太阳赤纬，弧度；ϕ——地理纬度，弧度； β——电池组件的倾角，弧度；t ω——太阳时角，弧度；γ——电池组件方位角，弧度；z γ——太阳方位角，弧度；直接辐射比：z Rb θθcos cos =散射辐射比：)1)(cos 1(21b T T K R K Rd -++⨯=β1cos 0⨯⨯-=z N dT G H H K θH 水平面总辐射量 （水平面总辐射量通道） Hd 水平面散射辐射量（水平面散射辐射量通道） G 0N 大气外层天文学辐射量。
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
杨金焕, 毛家俊, 陈中华
(上海电力学院 信息与计算科学系, 上海 200090)
摘 要: 根据天空散射辐射各向异性的 H ay 模型, 计算倾斜面上辐射量, 推导得到了冬半年朝向赤 道倾斜面最佳倾角的数学表达式. 对我国一些地区不同方位角的倾斜面上月平均日辐射量及最佳 倾角进行了计算和分析. 结果表明, 除了直接辐射量占总辐射量比例较大的地区以外, 一般全年最 佳倾角总小于当地纬度. 当方位角增大时, 倾斜面上辐射量要减少, 这在高纬度地区尤其明显. 因 此, 必须选择合适的倾角, 以尽量减少太阳辐射量的损失. 结果还发现, 倾斜面方位角与全年最佳倾 角的关系曲线和太阳电池的 I 2V 特性曲线形状相似. 关键词: 太阳能; 太阳辐射; 最佳倾角; 方位角 中图分类号: T K 511 文献标识码: A
H ay 模型认为倾斜面上天空散射辐射量是由太 阳光盘的辐射量和其余天空穹顶均匀分布的散射辐
射量两部分组成, 可表达为
H dt =
Hd
H H
bR
o
b
+
1 2
1-
Hb Ho
(1 + co s Β)
(1) 式中: H b和 H d分别为水平面上直接和散射辐射量;
Π 180
Ξs
(
s
in
Υ+
co s Υco t Β) sin ∆] ×
第 36 卷 第 7 期 2002 年 7 月
上海交通大学学报
JOU RNAL O F SHAN GHA I J IAO TON G U N IV ER S IT Y
文章编号: 100622467 (2002) 0721032205
光伏倾斜斜面辐射量计算
时间通道 2001-1-3 13：00年份 y=2001日序 N= 3北京时 H=13N0 = 79.6764+0.2422（2001-1985）-INT[0.25×(2001-1985)]= 79.5516式中：INT 是标准取整函数时角 2422.365/)(20N N x -⨯=πx=2*3.1415926*(3-79.5516)= -1.3169赤纬角x x x x x x cos30201.02cos 3656.0cos 7580.03sin 1712.02sin 1149.0sin 2567.233723.0++--++=δ =-22.84231797 单位:度式中：日角 x=-1.3169化为弧度单位：-0.39867180/*84231797.22-==πδ真太阳时Hst=H+E/60-(120-Llso)/15地理经度 Llso=97.27°北京时H=13参数 E=9.87*sin(2B)-7.53*cos(B)-1.5*sin(B)364)81(2-⨯=N B π=2*3.1415726*(3-81)/364=-77.1429E=-4.49562Hst=13+(-4.49562)/60-(120-97.27)/15=11.40953348太阳时角 )12360152,s -⨯︒⨯=t t H （πω=2*3.1415926*15/360*(11.40953348-12)= -0.1546地理纬度φ=37.35°化为弧度单位：0.651964180/*35.37==πφ大气外层太阳辐射强度 G0n]3652cos 033.01[0N I G sc N π+=式中：Isc=1367W/m 2 , N 为日序。
G 0N =1367*(1+0.033*cos(2*3.1415926*3/365))=1412.051 W/m 2太阳天顶角余弦： )sin()sin()cos()cos()cos(cos δϕωδϕθ⨯+⨯⨯=t z=cos(0.65194)*cos( -0.39867)*cos(-0.1546)=+sin(0.65194)*sin(-0.39867) = 0.488304614倾斜面入射角余弦：ttωδγβωδγβϕβϕδγβϕβϕθsin cos sin sin cos cos )cos sin sin cos (cos sin )cos sin cos cos (sin cos ⨯+⨯⨯++⨯-= )cos(sin sin cos cos cos z z z γγβθβθθ-+=δ——太阳赤纬，弧度；ϕ——地理纬度，弧度； β——电池组件的倾角，弧度；t ω——太阳时角，弧度；γ——电池组件方位角，弧度；z γ——太阳方位角，弧度；直接辐射比：z Rb θθcos cos =散射辐射比：)1)(cos 1(21b T T K R K Rd -++⨯=β1cos 0⨯⨯-=z N dT G H H K θH 水平面总辐射量 （水平面总辐射量通道） Hd 水平面散射辐射量（水平面散射辐射量通道） G 0N 大气外层天文学辐射量。
(整理)光阵列面倾角倾斜面辐射量的计算.
光整列面倾角及辐射量的计算Label1直接辅射不同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+Sinβcos h cos(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。
散射辐射计算不同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)/2 E 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。
倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算
倾斜面光伏阵列表面的太阳能辐射量计算
从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。
对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：
Rβ＝S×[sin(α+β)/sinα]+D
式中：Rβ——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量
S ——水平面上太阳直接辐射量
D ——散射辐射量
α——中午时分的太阳高度角
β——光伏阵列倾角
当地峰值日照时数乘以系统安装容量，再乘以系统整体效率（80%—87%），再乘以365
根据太阳辐射能量、系统组件总功率、系统总效率等数据,可预测并网光伏发电系统的年总发电量和各月的发电量.
计算时设定：光伏阵列为固定式安装,倾角等于*°,系统总效率*%，系统25年输出衰减15%。
预测年度发电量＝系统容量×40。
斜面年度辐射量×系统总效率
比实际测量值偏大。
总辐照度（太阳辐照度）系指入射于水平表面单位面积上的全部的太阳辐射通量（W/`M^2`）。
最佳答案
看单位可知这是一个（在单位面积上的）功率单位。
因此，指的是每秒每平方米接收的太阳辐射能量，也就是每平方米接收的太阳辐射功率，这个数值大约为1300W/m^2。
请教kwh/d是什么单位
最佳答案
我认为是两个单位，斜杠是并列的意思
kwh是千瓦时，d是度
1千瓦时和1度的电量是一样的。
光伏斜屋顶日照辐射能量计算分析
光伏斜屋顶日照辐射能量计算分析随着可再生能源的崛起，光伏发电作为一种清洁能源逐渐受到人们的重视。
在光伏发电中，光照是影响发电效率的关键因素之一。
而光伏斜屋顶是一种常见的安装光伏发电系统的方式。
本文将对光伏斜屋顶的日照辐射能量进行计算和分析。
一、日照辐射能量的计算方法日照辐射能量的计算通常采用辐照度、日照时间和日照面积的乘积来表示。
辐照度是指单位面积上接收到的辐射能量，单位为W/㎡。
日照时间是指太阳光照射地表的时间，单位为小时。
日照面积即光伏斜屋顶的面积。
针对光伏斜屋顶的日照辐射能量计算，需考虑到以下几个因素：1. 位置纬度：位置纬度对光照的强弱有很大影响，不同纬度的地区日照条件存在差异。
可以通过地理信息系统或者相关数据库查询获取特定位置的地理纬度。
2. 倾角和朝向：光伏斜屋顶的倾角和朝向也会对光照强度产生影响。
不同的倾角和朝向会导致不同程度的日照能量损失。
通常，根据所在地区的纬度来确定光伏斜屋顶的最佳倾角。
朝向方位角一般选择南方为宜。
3. 天气因素：天气因素是日照强度的重要因素之一。
不同天气状况下，光照强度会有所波动。
4. 屋顶阴影：建筑物周围的阴影会对光照强度产生消减作用。
因此，在计算光伏斜屋顶日照辐射能量时，需要考虑到周围建筑物和树木等因素对光照的遮挡影响。
综合考虑以上因素，可以利用数学模型进行光伏斜屋顶日照辐射能量的计算和分析。
二、案例分析我们以某地区的光伏斜屋顶为例进行日照辐射能量的计算分析。
1. 数据采集：首先，我们需要采集该地区的纬度信息，并确认光伏斜屋顶的倾角和朝向。
2. 建模计算：根据所采集的数据，我们可以利用数学模型进行计算。
首先，通过纬度信息确定光伏斜屋顶的最佳倾角。
然后，结合天气数据和建筑物阴影情况，计算得到光伏斜屋顶的日照辐射能量。
3. 结果分析：根据计算结果，我们可以对光伏斜屋顶的日照辐射能量进行分析。
通过对比不同倾角和朝向下的日照辐射能量，可以找到最佳的安装角度和朝向，以获得最大的日照能量。
倾斜面上辐射量的计算公式推导
倾斜面上辐射量的计算公式推导直接辅射不同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是太线对倾斜面的入射角，可由下式得出：cosθ=cosβSinh+Sinβcos h cos(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。
散射辐射计算不同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)/2 E 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。
倾斜太阳辐照度计算公式
倾斜太阳辐照度计算公式太阳辐照度是指太阳能辐射到单位面积上的能量。
在实际应用中，我们经常需要计算倾斜太阳辐照度，即考虑到地球表面上的物体与太阳之间的倾角。
倾斜太阳辐照度的计算公式主要由太阳辐照度的基础公式和倾斜太阳辐射修正系数构成。
1. 太阳辐照度的基础公式太阳辐照度的基础公式可以表示为：D = G * cos(θ)其中，D表示太阳辐照度，G表示太阳常数，即太阳辐射在地球大气层外的能量通量密度，约为1367 W/m^2。
θ表示太阳高度角，是太阳光线与垂直于地面的直线之间的夹角。
2. 倾斜太阳辐射修正系数考虑到地球表面上的物体与太阳之间的倾角，我们需要引入一个倾斜太阳辐射修正系数。
这个修正系数考虑了太阳直射辐照度和太阳入射角之间的关系。
倾斜太阳辐射修正系数可以表示为：B = cos(θs) / cos(θz)其中，θs表示太阳的高度角，即太阳光线与水平面之间的夹角，θz表示太阳的入射角，即太阳光线与地面法线之间的夹角。
3. 倾斜太阳辐照度的计算公式可以表示为：Dt = D * B其中，Dt表示倾斜太阳辐照度，D表示太阳辐照度，B表示倾斜太阳辐射修正系数。
通过使用以上公式，我们可以计算出倾斜太阳辐照度，以更准确地了解太阳辐照对于地面物体的能量影响。
需要注意的是，倾斜太阳辐照度的计算还涉及到地理位置、日期、时间等因素。
因此，在具体应用中，我们需要考虑这些因素的影响，并结合适当的数据，进行精确的计算。
总结倾斜太阳辐照度的计算公式是通过太阳辐照度的基础公式和倾斜太阳辐射修正系数构成的。
通过使用这个公式，我们可以更准确地计算出倾斜太阳辐照度，以了解太阳辐照对于地面物体的能量影响。
在实际应用中，我们需要考虑到地理位置、日期、时间等因素的影响，并结合适当的数据，进行精确的计算。
太阳能是一种重要的可再生能源，准确计算倾斜太阳辐照度对于太阳能的有效利用具有重要意义。
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
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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
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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´。
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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。
倾斜面辐射分析
1、倾斜面辐射量计算模型为增加光伏组件表面接受的太阳辐射量，在赤道以外地区，工程设计中通常将光伏组件朝向地球赤道方向倾斜一定角度。
确定朝向赤道倾斜面上的太阳辐射量，通常采用Klein提出的计算方法：倾斜面上的太阳辐射总量H t由直接太阳辐射量H jt、天空散射辐射量H dt和地面反射辐射量H rt三部分组成。
其计算公式为：H t=H jt+H dt+H rt因此，对于确定的地点，在已知全年各月水平面上的平均太阳辐射资料（总辐射量、直接辐射量或散射辐射量）后，便可以计算出不同倾角的倾斜面上的全年各月的平均太阳辐射量。
2、相关计算参数的确定2.1、太阳赤纬的确定赤纬角是指地心和太阳中心的连线与其天赤道平面投影之间的夹角，也可以理解为太阳光线与地球赤道面的交角。
赤纬度是反映地球绕太阳公转规律的角度变量，用δ来表示。
太阳赤纬度随季节变化，按库珀（cooper）方程计算，见下式：式中：n为一年中的天数，如在1月1日，n=1，以此类推。
根据此公式，计算得到一年各天的太阳赤纬角。
2.2、各月倾斜面日落太阳时角的计算太阳时角是指太阳中心点到地心的连线与天子午线之间的夹角，简称时角。
太阳正午时刻的时角为0°，上午时角为负值，下午为正值，太阳时角是反映一天内日照时间长短的指标。
水平面、倾斜面上的日落时角可依据如下计算公式：hs=cos-1（-tanФtanδ）hs’=min{hs，cos-1（-tanФtanδ）}式中：hs：水平面上的日落时角；hs’：倾斜面上的日落时角；Ф：当地纬度；δ：太阳赤纬度；s：光伏组件倾角。
根据以上公式，根据当地的地理纬度、太阳赤纬角等相关参数，便可计算出水平面上的日落时角和某一倾角s倾斜面上的日落时角。
2.3、大气层外太阳水平辐射量的确定大气层外太阳水平辐射量是指在没有地球大气影响的情况下，水平面上的太阳辐射量。
其计算公式如下：式中：H0：大气层外水平面上辐射量；n：一年中的天数；I SC：为太阳常数，指的是在平均日地距离时，地球大气层上界垂直于太阳光线表面积上单位时间内所接受到的太阳辐射能量。
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（最新版）目录1.介绍太阳辐射量计算的背景和重要性2.阐述不同方位倾斜面上太阳辐射量的计算方法3.讨论最佳倾角的概念及其计算方法4.总结太阳辐射量及最佳倾角计算的意义和应用正文1.介绍太阳辐射量计算的背景和重要性太阳辐射量是指太阳在单位时间内向地球表面释放的能量，它是地球上光合作用、气候变化和人类生活能源的重要来源。
计算太阳辐射量对于了解太阳能资源的利用和开发具有重要意义。
在不同方位倾斜面上，太阳辐射量存在较大差异，因此研究不同方位倾斜面上太阳辐射量的计算方法，有助于优化太阳能系统的设计和提高能源利用效率。
2.阐述不同方位倾斜面上太阳辐射量的计算方法太阳辐射量的计算通常采用数学模型和数值模拟方法。
在不同方位倾斜面上，太阳辐射量的计算方法主要包括以下几种：(1) 平面法：假设太阳辐射均匀分布在平面上，通过计算平面上的太阳辐射量来近似求解倾斜面上的太阳辐射量。
(2) 球面法：将太阳辐射视为球面上的辐射，根据球面几何知识计算倾斜面上的太阳辐射量。
(3) 数值模拟法：采用数值方法模拟太阳辐射在倾斜面上的分布，通过求解辐射传输方程来计算太阳辐射量。
3.讨论最佳倾角的概念及其计算方法最佳倾角是指太阳辐射量最大的倾斜面倾角。
在实际应用中，寻求最佳倾角有助于提高太阳能系统的发电效率。
计算最佳倾角的方法主要包括以下几种：(1) 基于经验的方法：根据地理位置、纬度和季节等因素，结合实际经验推算最佳倾角。
(2) 基于数学模型的方法：通过建立太阳辐射传输模型，求解模型中的最佳倾角。
(3) 基于优化算法的方法：采用优化算法（如遗传算法、粒子群优化算法等）搜索最佳倾角。
4.总结太阳辐射量及最佳倾角计算的意义和应用计算不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角有助于优化太阳能系统的设计和提高能源利用效率。
在实际应用中，这些计算方法可以为太阳能发电、太阳能热水器和太阳能温室等项目提供重要的技术支持。
太阳能辐射量及重要公式及数据
1.基本计算公式：
1）倾斜面上太阳总辐射计算:
R& = S X [sinfa + (3)/siiia] + D
式中：R p——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量
S ——水平面上太阳直接辐射量
D——散射辐射量a——中午时分的太阳高度角6——光伏阵列倾角2）单位面积太阳能电池板发电量计算: g = x q x io3
° 3600 |
其中：g为单位面积电池电池板发电量，kW・h/m2 ,
Eq为各月平均辐射量，MJ/m2
n为太阳组件发电效率
3）并网光伏发电系统的总效率n=n1x n2
%为光伏阵列效率，根据查阅的相关资料及经验
n2为逆变器的转换效率，根据逆变器参数资料2.重要数据
A）日平均总辐射量单位KWh/rf/d
B）倾斜光伏方针面上的太阳能总辐射量计算KWh/tf
C）全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量。
最新倾斜面辐射分析
湿黑土
0.08
新雪
0.81
湿裸地 0.08~0.09 干草地 0.15~0.25
冰面
0.69
78
79 4、光伏组件最佳倾角及辐射总量的确定
80
通过上述分析可知，对于确定的地点，在已知该地区各月水平面上太阳直接
81 辐射量和散射辐射量之后，倾斜面上的直接辐射量、散射辐射量以及地面反射
82 辐射量均为以倾斜面倾角 s 为自变量的函数。其函数关系可表达为下式：
0~+5W
9 组件功率温度系数
%/℃
-0.40
10 开路电压温度系数
%/℃
-0.33
11 短路电流温度系数
%/℃
0.067
12 组件转换效率
%
16.3
6
116
13 外形尺寸
mm
1640×992×35
14 重量
kg
18.2
组串式逆变器 36kW
序 项目
号
单位
数值
1 最大效率
%
98.7
2 中国效率
%
98.3
141 142 143 144
例如，同是 I 类资源区的西藏噶尔和青海格尔木，噶尔的全年辐射量为 7998MJ/m2，比格尔木的 6815 MJ/m2 高 17 MJ/m2。意味着相同的系统配置，即相 同的容配比下，噶尔地区的发电量比格尔木高 17%。若要达到相同的发电量，可 以通过改变容配比实现。
根据以确定的相关参数和上述计算公式，可计算出本光伏电站所在地各月大
43 气层外太阳水平面上辐射量平均值。
44 3、倾斜面辐射分析
45 3.1、倾斜面上直接辐射量的确定
46
在工程设计中，倾斜面直接辐射量常采用以下公式进行计算：
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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。
表14给出了不同混浊情况下不同的K（E d+E r）值。
总辅射在各向同性的前提下，倾斜面上的总辐射可用下式算出：E g↓（β，α）=Ks·Sm+ E d↓(1+ Cosβ)/2+ E r↑(1- Cosβ)/2不过，对于大多数用户来说，通过换算系数Kg直接从水平面的总辐射求出E g↓(β，α)更方便，即E g↓（β，α）=Kg·E g↓表15 是国外发表的在一些情况下总辐射月平均日总量的Kg值。
表14 晴天落日垂直面上的散射辐照度相对值(下垫面—草地,反射系数—约20%)(Ψ-α)度h(度)2 5 10 30 50 70B=0.050 5.8 3.6 2.6 2.2 2.0 1.840 3.5 2.2 1.7 1.8 1.9 1.890 1.7 1.1 0.9 1.3 1.6 1.7130 1.0 0.7 0.7 1.1 1.4 1.6 180 0.7 0.4 0.5 0.9 1.2 1.4B=0.100 4.4 3.1 2.6 2.2 1.7 1.540 2.7 2.2 2.0 1.9 1.5 1.490 1.6 1.4 1.2 1.2 1.2 1.3130 1.1 1.0 0.8 0.9 1.0 1.2 180 0.7 0.7 0.6 0.7 0.9 1.1B=0.150 3.9 3.3 2.6 1.9 1.5 1.240 2.6 2.4 2.0 1.6 1.3 1.190 1.4 1.4 1.2 1.1 1.0 1.0130 0.9 0.8 0.7 0.8 0.9 0.9 180 0.6 0.6 0.5 0.6 0.7 0.8B=0.200 4.5 3.3 2.4 1.6 1.3 1.040 3.1 2.5 2.0 1.4 1.1 1.090 1.6 1.4 1.1 0.9 0.9 0.8130 0.6 0.6 0.5 0.7 0.7 0.7 180 0.3 0.4 0.4 0.5 0.6 0.7 计算实例：例1．已知E g=845W/M2，E d=845W/M2，反射系数ρ=0.20，计算北纬45°某地6月16日真太阳时11时朝南30°倾斜面上的直射、散射、反射和总辐射照度。
水平面上的直射辐照度Sm=E g↓- E d↓=705W/ M2太阳高度角h和方位角Ψ可由下式得出Sinh=Sin Sinδ+CosCosδCosτ=0.707×0.396+0.707×0.918×0.966=0.907 ∴h=65.1°SinΨ=CosδSinτ/Cosh=-0.238/0.421=-0.566因为是午前11时，太阳偏东Ψ=-34.5°Ψ-α=-34.5°-0°=-34.5°Ks= cosβ+Sinβ·cos(Ψ-α) /tanh=0.866+0.500·0.824/2.154 =1.06倾斜面上的直射辐照度S（β，α）=Ks ·Sm =1.06×705W/M2=747W/M2倾斜面上的散射辐照度E d↓（β，α）= E d↓(1+ Cosβ)/2=140W/M2·0.933=131W/ M2倾斜面上的反射辐照度E r↑（β，α）= E r↑(1- Cosβ)/2E r↓= ρE g↓=0.2×845=169 W/ M2E r T（β，α）=169×0.067=11 W/ M2倾斜面上的总辐射辐照度E g↓（β，α）=S（β，α）+ E d↓（β，α）+ E r↑（β，α）=747+131+11=889W/M2表15 晴天不同纬度各种倾斜面上总辐射日总量的相对值Kg(月平均)因为倾斜平面朝东，α=-90°Ψ-α=-34.5°-（-90°）=55.5°Cos(Ψ-α)=0.566这时，K S=0.866+0.5•0.566/2.145=0.998≈1倾斜面上的直射辐照度Sm(30,-90)=1×705=705 W/M2由于各向同性的假定，所以散射和反射辐照度没有什么变化，于是倾斜面上的总辐射辐照度E g↓（30，-90）=705+131+11=847 W/M2例3．已知多年实测的平均日总量为H g↓=31MJ/ M2•dH d↓=5.3MJ/ M2•d地表反射系数ρ=0.23，求北纬41°某地6月某一晴天朝南倾斜30°平面上的总辐射和直接辐射的多年平均日总量。
具体的计算步骤如下：(1)水平面上的直射辐照度Hs= H g↓- H d↓=31-5.3=25.7 MJ/ M2•d(2)从表13中内插出北纬41°朝南倾斜30°平面上的换算系数Ks=0.93(3)倾斜面上的直射曝辐射量Hs（30，0）=0.93×25.7=23.9 MJ/ M2•d(4)从表15中内插求出北纬41°朝南倾斜30°平面上的总辐射换算系数 Kg=0.956(5)倾斜面上的总辐射曝辐射量Hg（30，0）=0.956×31=29.6 MJ/ M2•d当然，也可按各向同性的假设去求算，即（1）确定散射和反射的换算系数散射（1+Cos30°）/2=1.866/2=0.933反射（1-Cos30°）/2=0.134/2=0.067（2）根据反射系数计算反射辐射量H r↓=H g↓=0.23×31=7.1 MJ/ M2•d（2）计算倾斜面上的总辐射曝辐射量Hg（30，0）=23.9+0.933×5.3+0.067×7.1=29.3MJ/ M2•d用两种方法所行结果是相当接近的。
例4．已知南纬22°31′某地日射站2月份中午的多年月平均总辐射辐照度为1117W/M2，散射辐照度为70W/M2，ρ=0.22，求算当地向南、向北倾斜60°平面上的中午月平均总辐射辐照度。
具体步骤如下：（1）确定SmSm= E g↓- E d↓=1117-70=1047W/M2(2)确定h，即2月15日中午的hSinh=Sin Sinδ+CosCosδCosτ=0.985h=80°(3)确定方位南半球2月份太阳位于太空的北半部Ψ=180°向南倾斜面的方位α=0°向北倾斜面的方位α=180°向南倾斜面方位与太阳方位夹角Ψ-α=180°向北倾斜面方位与太阳方位夹角Ψ-α=0°(4)确定直射换算系数Ks=Cosβ+ Sinβ·Cos（Ψ-α）/tanh= Cos60°+ Sin60°·Cos（Ψ-α）/tan80°向南的Ks=0.5+0.866·(-1)/5.6713=0.345向北的Ks=0.5+0.866·1/5.6713=0.65(5)确定倾斜面上的直射辐照度向南的S(60,0)=0.345×1047=361W/M2向北的S(60,180)=0.655×1047=685W/M2(6)确定倾斜面上的散射辐照度,向南与向北的无差异,均为E d↓（60，0或180）= E d↓(1+ Cosβ)/2=70W/M2·0.75=52W/ M2(7)确定倾斜面上的反射辐照度E r↑（60，0或180）=ρE r↑(1- Cosβ)/2=0.22×1117×0.25=61 W/ M2(8)确定倾斜面上的总辐射辐照度向南的E g↓（60，0）=361+52+61=474 W/M2向北的E g↓（60，180）=685+52+61=798 W/M2。