太陽能熱水工程設計施工中太陽傾斜表面上的太陽總輻射照度計算

我們在做太陽能熱水工程設計施工方案的時候，需要計算太陽傾斜表面上的太陽總輻射照度，計算太陽能確定投射在某地太陽能集熱器采光面上的太陽輻照度的量值，是設計太陽能熱水工程系統需
要首先解決的一個基本問題。為獲取更多的太陽熱量，集熱器的安裝有一傾角，由于一般 氣象資料給出的是水平面上的太陽輻照量，在設計時必須把水平面上的太陽輻照轉換成
等于集熱器安裝傾角的傾斜面上的太陽輻照董。

在進行轉換計算時，直射輻射和散射輻射的方法和公式是不同的。傾斜表面上
的太陽總輻照度Iθ由三部分組成：直射輻射輻照度、散射輻射輻照度ID·θ和
地面反射輻射輻照度Id·θ，即

Iθ= ID·θ+Id·θ+IR·θ(W/ m2) (1-12)

(1) 斜面上的直射輻射輻照度ID·θ斜面上的直射輻射照度可通過逐時計算準確實現從
水平面到傾斜面的轉換，圖1-8表示了傾斜面 上和水平面上直射輻射的關系。

A

圖1-8傾斜面上與水平面上直射輻射的關系

水平面上的直射輻射輻照度

IDH~ InsinaS (1-13)

斜面上的直射輻射輻照度

ID·θ= IncosθT (1~14)

式中In——垂直于太陽光線表面上的太陽直射輻射輻照度；

θT——太陽直射輻射的入射角，太陽入射光線與接收表面法線之間的夾角。

則 (1-15)

入射角的計算公式如下：

(1-16)

式中θ——入射角,

δ——赤緯角；

ω—時角；

φ一當地地理緯度；

γf——表面方位角，指傾斜表面法線在水平面上投影線與南北方向線之間的夾角，
對于朝向正南的傾斜表面，γf=0;

S——表面傾角，指表面與水平面之間的夾角。

ID·θ=
RbIDH= (W/ m2)= (1-17)

朝向正南的傾斜表面，由于γf= 0, Rb的計算公式可簡化為：

(1-18)

(2) 斜面上的散射輻射輻照度ID·θ認為散射輻射是各向同性的，即太陽散射輻射
均勻分布在半球天空，則斜面上的散射輻照度可用下式計算：

ID·θ= IdH(l+cosS)/2
(W/ m2) (1-19)

式中ID·θ——傾斜面上的散射輻射輻照度；

IdH—一水平面上的散射輻射輻照度；

S– 傾斜面傾角。

(3) 地面上的反射輻射輻照度認為地面上的反射輻射是各向同性的，則地面
上的反射輻射輻照度IR·θ可用下式計算：

IR·θ=PG（IDH十IdH)(1
— cosS)/2 (W/ m2) (1-20)

式中PG——地面反射率，工程計算中，取平均值0.2,有雪覆蓋地面時取0.7。

以上就是太陽能熱水工程設計施工中太陽傾斜表面上的太陽總輻射照度計算。在下面的文章中，上海太陽能熱水器工程-湘宸太陽能熱水器廠家小編會給大家介紹：“太陽總輻射的直射與散射分離”。