stringtranslate.com

Прямая инсоляция

Прямая инсоляция — это инсоляция, измеренная в заданном месте на Земле с элементом поверхности , перпендикулярным солнечным лучам , за исключением диффузной инсоляции (солнечной радиации, которая рассеивается или отражается атмосферными компонентами на небе ). Прямая инсоляция равна солнечной радиации над атмосферой за вычетом атмосферных потерь из-за поглощения и рассеяния. В то время как солнечная радиация над атмосферой меняется в зависимости от расстояния от Земли до Солнца и солнечных циклов , потери зависят от времени суток (длины пути света через атмосферу в зависимости от угла возвышения Солнца ), облачности , влажности и других примесей .

Упрощенная формула

Простая формула дает приблизительный уровень прямой инсоляции при отсутствии облаков: [1]

где AM — воздушная масса, заданная выражением

где θ — зенитный угол (90° минус высота ) солнца.

Для солнца в зените это дает 947 Вт/м 2 . Однако другой источник утверждает, что прямой солнечный свет в этих условиях, с 1367 Вт/м 2 над атмосферой, составляет около 1050 Вт/м 2 , а общая инсоляция около 1120 Вт/м 2 . [2]

Средняя прямая инсоляция

Для практических целей обычно используется среднее по времени значение прямой инсоляции в течение года. Это усреднение учитывает отсутствие солнечного света ночью, повышенное рассеяние в утренние и вечерние часы, среднее влияние облачности и смога , а также сезонные изменения полуденной солнечной высоты.

Единицы измерения

Прямая инсоляция измеряется в (Вт/м 2 ) или киловатт-часах на квадратный метр в сутки (кВт·ч/(м 2 ·сутки)).

1 кВт·ч/(м 2 ·день) = 1000 Вт · 1 час / ( 1 м 2 · 24 часа) = 41,67 Вт/м 2

В случае фотоэлектрических систем средняя прямая инсоляция обычно измеряется в терминах пиковой прямой инсоляции как кВт·ч/(кВт·пик·год) (киловатт-часы в год на киловатт пиковой мощности).

Приложения

Поскольку излучение непосредственно от солнца можно фокусировать с помощью зеркал и линз, его можно применять в системах концентрированной солнечной тепловой энергии (CST). [3] [4] [5] Из-за облаков и аэрозолей прямая инсоляция может колебаться в течение дня, поэтому прогнозирование доступного ресурса важно в этих приложениях [6] [7]

Ссылки

  1. ^ "Расчет солнечной инсоляции". PVEducation.org . Архивировано из оригинала 29 января 2016 г.
  2. ^ "Введение в солнечную радиацию". Newport Corporation. Архивировано из оригинала 29 октября 2013 г.
  3. ^ Boerema, Nicholas; Morrison, Graham; Taylor, Robert; Rosengarten, Gary (2013-11-01). «Проект центрального приемника высокотемпературной солнечной энергии». Solar Energy . 97 : 356–368. Bibcode : 2013SoEn...97..356B. doi : 10.1016/j.solener.2013.09.008.
  4. ^ Boerema, Nicholas; Taylor, Robert A.; Morrison, Graham; Rosengarten, Gary (2015-09-01). «Моделирование изменения твердой фазы в жидкую для металлического натрия для применения в солнечных тепловых электростанциях». Solar Energy . 119 : 151–158. Bibcode : 2015SoEn..119..151B. doi : 10.1016/j.solener.2015.06.024.
  5. ^ Boerema, Nicholas; Morrison, Graham; Taylor, Robert; Rosengarten, Gary (2012-09-01). «Жидкий натрий против Hitec в качестве теплоносителя в солнечных тепловых центральных системах приемников». Solar Energy . 86 (9): 2293–2305. Bibcode : 2012SoEn...86.2293B. doi : 10.1016/j.solener.2012.05.001.
  6. ^ Лоу, Эдвард У.; Кей, Мерлинд; Тейлор, Роберт А. (2016-02-01). «Расчет финансовой стоимости концентрированной солнечной тепловой установки, работающей с использованием прогнозов прямого нормального излучения». Солнечная энергия . 125 : 267–281. Bibcode : 2016SoEn..125..267L. doi : 10.1016/j.solener.2015.12.031.
  7. ^ Law, Edward W.; Prasad, Abhnil A.; Kay, Merlinde; Taylor, Robert A. (2014-10-01). «Прогнозирование прямого нормального излучения и его применение для прогнозирования концентрированной солнечной тепловой мощности – обзор». Solar Energy . 108 : 287–307. Bibcode : 2014SoEn..108..287L. doi : 10.1016/j.solener.2014.07.008.

Внешние ссылки