АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ РАДИАЦИИ СЕТЬЮ. МЕТЕОСТАНЦИЙ

Получение надежных данных по солнечной радиа­ции представляет трудную задачу. Даже опытные ме­теонаблюдатели считают, что при непрерывных долго­срочных наблюдениях трудно достигнуть точности выше ±5%’. Источником наиболее надежных данных явля­ются основные метеостанции, но часто они сильно раз­бросаны и удалены от мест, для которых такие данные необходимы.

На Британских островах более половины падающей, солнечной радиации составляет диффузная радиация и это ограничивает использование солнечной энергии с по­мощью фокусирующих систем. На рис. 2.3 показаны средние за 6 лет (1965—1970) значения суммарной сол­нечной радиации и ее составляющих, прямой и диффуз­ной радиации, для Кью (Лондон). В зимний период наблюдается сравнительно низкий уровень суммарной радиации в сочетании с повышенной долей диффузной составляющей, что значительно снижает эффективное^ многих систем солнечного отопления и горячего водо­снабжения.

Подпись: Рис. 2.3. Средний дневной приход прямой и диффузной солнечной радиации на горизонтальную поверхность в Кью и Лондоне.

При архитектурных разработках и строительстве ча­сто требуется знание общего количества радиации, по­ступающей на наклонную произвольно ориентированную поверхность, между тем как имеющиеся данные отно­сятся только к общему количеству суммарной радиации на горизонтальной поверхности в этом месте или на не­большом расстоянии от него. Очень мало метеостанций

Рис. 2.4. Влияние ориентации на отношение приходов солнеч­ной радиации на вертикальную и горизонтальную поверхности. 1 — юг; 2 — юго-восток; юго-запад; 3 — восток, запад; 4—северо-восток; северо-запад; 5—север.

измеряют облучение вертикальных поверхностей, одна­ко оно может быть рассчитано. На рис. 2.4, где пред­ставлены данные Кэша [11] для Дублина, показано влияние ориентации на отношение прихода солнечной радиации на вертикальную и горизонтальную поверх­ности.

В Великобритании первой работой по определению прихода радиации на наклонную, произвольно ориенти­рованную поверхность была работа Хейвуда [12—14], который предложил заменить календарные месячные
данные по радиации системой, основанной на конкрет-; ных значениях угла склонения, численно равных по ве­личине и противоположных по знаку. Преимущества этой системы, как утверждается в работе, состоят в том, что, разделив год симметрично относительно летнего солнцестояния, можно считать, что условия прихода сол­нечной радиации одинаковы в дни с равным значением угла склонения в весенний и осенний периоды. При этом использование относительно малого числа стан­дартных значений склонения уменьшает количество вы-] числений и обеспечивается лучшая основа для сравне-а ния данных по радиации. Хотя эта логическая концеп-] ция почти не обоснована, Хейвуд решил установитьі параметры, которые могут быть определены из соотно-1 шения измеренных потоков радиации, и построил кри­вые, показывающие, как они могут быть применены для определения уровня радиации, падающей на наклонную поверхность, к суммарной радиации на горизонтальной поверхности [15]. Эти кривые основаны на измерениях,

Т а б л’и ц а 2.1

Дневной приход суммарной солнечной радиации на поверхность ориентированную на юг, в условиях ясной погоды

Угол наклона по­верхности к гори­зонту

Суммарная радиация, МДж/(ма-сут)

16 октября — 26 февраля

27 февраля — 12 апреля; 31 августа— 15 октября

13 апреля — 30 августа

среднегодовое і значение

5,60

15,84

28,73

17,03

20

9,43

20,01

30,32

20,08

40

12,21

23,13

29,28

21,49

60

13,48

22,78

26,16

20,67

90

12,38

18,57

16,69

15,56

непрерывно проводившихся в течение трех лет в поли-1 техническом институте в Вулидже (БНЗО’ с. ш.). Данные! табл. 2.1 и 2.2, составленные на основе этих результа-1 тов, применимы для всей территории Великобритании при условии, что уровень суммарной радиации на го-| ризонтальной поверхности корректируется с учетом кон-1 кретного местоположения. Условия ясной погоды, ис| пользуемые Хейвудом, предполагают, что окрестность солнца свободна от облаков, покрывающих не более 7з неба.

Дневной прмход суммарной солнечной радиации на поверхность,
ориентированную на юг, в средних условиях

Угол наклона поверхности к горизонту

Суммарная радиация, МДж/(м*-сут)

16 октября — 26 февраля

27 февраля— 12 апреля и 31 августа- 15 октября

13 апреля — 30 августа

Среднегодовое

значение

2,49

7,47

14,51

8,35

20

3,28

8,52

14,96

9,09

40

3,79

8,99

14,50

9,20

60

3,81

8,52

12,51

8,32

90

3,52

6,47

8,57

6,19

Таблица 2.3

Месячные и годовые приходы солнечной радиации на наклонные
поверхности, МДж/м2 (рассчитаны по средним значениям
солнечной радиации в Кыо за период 1959—1968 гг.)

Радиация, МДж/м*

Месяц

прямая

1

диффузная*

при наклоне поверхности, град.

30°

45*

60*

90°

1 Зэ“

| 45‘

60е

90е

Январь

50

65

70

70

40

40

35

30

Февраль

70

80

85

80

65

565

55

45

Март

165

180

180

145

130

130

115

95

Апрель

170

170

160

105

190

175

165

130

Май

230

215

190

105

250

240

225

180

Июнь

250

225

190

90

265

250

235

190

Июль

200

185

155

75

275

265

245

190

Август

210

205

185

115

225

215

195

160

Сентябрь

195

205

200

150

155

145

135

115

Октябрь

135

155

160

140

100

95

85

75

Ноябрь

70

85

90

90

50

45

45

35

Декабрь

50

60

70

70

35

35

30

25

Всего за год

1795

1830

1735

1235

1780

1700

1565

.1265

* С учетом радиации, отраженной поверхностью земли.

В табл. 2.3 представлены месячные и годовые при­ходы солнечной радиации на 1 м2 поверхности при раз­личных углах наклона к горизонту, полученные фирмой «Билдинг Ресёч Эстаблишмент» по данным метеостанции в Кью за период 1959—1968 гг. [16].

Можно видеть, что в течение всего года изменение! расчетных сумм радиации в диапазоне углов от 30 до] 60° не превышает нескольких процентов и что в летниеі месяцы меньшему углу наклона соответствует больший приход радиации. Этот теоретический анализ подтверж­дается данными табл. 2.2.

Другой подход к расчету часовых сумм солнечной; радиации, падающей на любую наклонную поверхность, был предложен Буглером [17]. Он использовал матема­тическую модель солнечной радиации, диффузная со­ставляющая которой рассчитывалась по суммарной ра­диации на горизонтальной поверхности с помощью трех различных соотношений. Подходящее уравнение выби-] ралось в соответствии с отношением измеренной часо-( вой суммарной радиации к часовой суммарной радиа-1 ции, рассчитанной для условий безоблачного неба. Про­верка этого метода по данным для Мельбурна за пери­од 1966—1970 гг. дала весьма хорошие результаты^ считают, что данный метод должен найти широкое применение.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *