太阳逐时辐射强度计算实例
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。
（完整版）太阳逐时辐射强度计算实例
（完整版）太阳逐时辐射强度计算实例太阳辐射强度作业答案《一》知识点回顾1、赤纬δ：地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角；地方平均太阳时Tm(h)：以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
真太阳时T(h)：以当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时来计算一天的时间。
L （deg ）——当地子午线的经度；Lm （deg ）——该时区中央子午线的经度；e （min ）——时差；±——东半球取正号。
2、时角h ：将真太阳时用角度表示(真太阳时为12点时的时角为零，前后每一小时变化150)15126015-+-±=e L L T h m mβcos sin cos sin h d A =d d h sin sin cos cos cos sin ??β+=3、太阳常数(I 0=1353W/m 2)：地球大气层外，地日的年平均距离处，太阳光辐射法平面的太阳辐射照度。
（也可按逐月取值） 4、当太阳高度角为任意β角时，地球表面上的法向太阳辐射照度为坡度为θ角度的平面上直射辐射照度水平面上垂直面上I （deg ）——光线与被照面法线的夹角；（deg ）——被照面方位角，偏西为负，偏东为正。
《二》计算实例：从上表可知北京7月21日在一年中的日期序号为n=202赤纬δ=20.5（deg）时差e=－6.4（min）我国统一采用东8时区即东京180o的平均太阳时作为时间标准，对于北京则有L=L m=120o；纬度＝40（deg）。
对于北京上午9时，有T m=9(h)。
将以上数据，带入时角h计算公式可得，时角h=[9+0+(-6.4÷60)-12]×15=－46.6(deg)；带入太阳高度角和方位角A计算公式：得=0.72=－0.98所以，太阳高度角β==46.1（deg）太阳方位角A==－78.5（deg）太阳入射角: ===0.144太阳入射角=81.7(deg).7月21日上午9点太阳辐射照度计算结果：地球表面的法向太阳直射辐射照度=1353×=824W/m2；正南垂直立面上太阳辐射照度==114 W/m2。
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(
太阳总辐射的计算方法
1、采用晴天总辐射的太阳总辐射模型：Q = Q1(a + bS i)Q1= C0i+ C1iφ + C2i H + C3i e式中，Q1为1-12月各月的最大晴天总辐射月总量（MJ/m2），φ是地理纬度，H 是海拔，e是月平均水汽压，I = 1,2,3…..12(月)，C0i、C1i、C2i、C3i是方程的待定系数，具体值见表1。
a、b为系数，取值如表2。
S i为各月日照百分率。
表1 求算我国最大晴夭总辐射月总量的各月方程回归系数表2 基于晴天总辐射辐射模型的a、b系数2、天文辐射太阳总辐射计算方法Q = Q0（a + bS）Q为总辐射，Q0为天文辐射，a、b为系数，S为日照百分率。
天文辐射Q0的计算方法为：Q0=TS0/πρ2（ω0sinφsinδ+cosφcosδsinω0）T 为一天的长度（24h）；S0为太阳常数（1367W/m2）；φ为当地纬度；δ为赤纬；ω0为可照时间；ρ为日地距离常数。
赤纬δ的计算方法：δ(deg)=[0.006918-0.399912cos(b)+0.070257sin(b)-0.006758cos(2b)+0.000907si n(2b)-0.002697cos(3b)+0.00148sin(3b)](180/pi)其中δ的单位为度(deg)；pi=3.1415926为圆周率；b(deg)=360N/365，单位为度(deg)；N为日数，自1月1日开始计算。
日地距离常数ρ：日地距离（Earth-Sun Distance）其最大值为15 210万千米（地球处于远日点）；最小值为14 710万千米（地球处于近日点）；平均值为14 960万千米；这就是一个天文单位，1976年国际天文学联合会把它确定为149597870千米，并从1984年起用。
按此距离计算，太阳光到达地球表面只需8分18秒。
ρ = 149597870700米。
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。
天津地区地面逐时太阳辐射的模拟计算
天津地区地面逐时太阳辐射的模拟计算王佳;刘寿东;刘爱霞;黄鹤【摘要】Based on the solar radiation data and routine meteorological observed data from March 2008 to February 2011 at Tianjin, the variation characteristics of radiation and the relationship with meteorological elements were analyzed. The data from March 2008 to February 2010 were used to build the prediction equation from March 2010 to February 2011, then, compared with the forecast value. The result showed that monthly radiation showed a single peak pattern with the maximum in May, and the minimum in December. The terrestrial radiation showed a significant negative correlation with relative humidity ( RH ). The fitting results with season were better than annual fitting effects, except in the spring. However, the seasonal fitting results in different weather type showed different characteristics.%利用2008年3月-2011年2月中国气象局天津大气边界层观测站太阳辐射和同期地面常规气象观测资料,分析了天津市太阳辐射变化特征及其与气象要素之间的相关关系.采用逐步回归方法,建立了不同季节地面太阳辐射预报方程.结果表明:天津市太阳辐射月均值变化呈现单峰型,5月达到最大,12月最小.地面太阳辐射与相对湿度(RH)呈显著负相关.对地面太阳辐射季节拟合效果比全年拟合效果好,春季除外.此外,不同季节拟合结果对不同天气类型的预报效果不同.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)036【总页数】6页(P9805-9809,9832)【关键词】逐时太阳辐射;气象要素;预报方程;天津【作者】王佳;刘寿东;刘爱霞;黄鹤【作者单位】南京信息工程大学耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心,南京210044;南京信息工程大学耶鲁大学-南京信息工程大学大气环境中心,南京210044;天津市气象科学研究所,天津300061;天津市气象科学研究所,天津300061【正文语种】中文【中图分类】P182.28近年来，随着新能源和可再生能源的开发利用，使用太阳能替代传统化石能源越来越受到世人关注。
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。
太阳能年均辐射量与年平均日照时数之间的换算？
太阳能年均辐射量与年平均日照时数之间的换算？
设计要求：北京地区，负载输入电压24V功耗34.5W，每天工作时数8.5h，保证连续阴雨天数7天。
⑴ 北京地区近二十年年均辐射量107.7Kcal/cm2，经简单计算北京地区峰值日照时数约为3.424h；
⑵ 负载日耗电量= 12.2AH ⑶ 所需太阳能组件的总充电电流=
1.05×1
2.2×（20+7）÷20÷（
3.424×0.85）=5.9A 在这里，两个连续阴雨天数之间的设计最短天数为20天，1.05为太阳能电池组件系统综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率。
⑷ 太阳能组件的最少总功率数= 17.2×5.9 = 102W 选用峰值输出功率110Wp、单块55Wp的标准电池组件，应该可以保证路灯系统在一年大多数情况下的正常参考中山明间照明官网。
太阳总辐射的简易计算--以辛集市总辐射计算为例
太阳辐射是地球—大气系统最重要的能量来源,也是产生大气运动的主要动力,它从根本上决定着地球—大气的热状况[1]。
在农业生产领域,太阳辐射的光谱成分、光照度、光照时间以及植物利用太阳能的多少,影响着植物的生长发育、产量高低以及植物的地理分布。
植物的光合作用使得所有的有机体与太阳辐射之间发生了最本质的联系,因而太阳辐射对农业生产具有非常重要的指导意义[2-6]。
目前,我国有辐射观测项目的气象观测站还很少,不能满足广大农业工作者对特定区域农作物研究的需要,但是遍布全国的气象观测站基本全部都有日照时数的观测项目,并且积累了多年的观测资料。
因此,利用日照时数进行辐射的计算就显得尤为必要,在利用日照时数推算太阳辐射的研究工作中,很多学者做了积极有效的探索,取得了示范性的作用,在这些研究中,有学者采用多因子综合法计算总辐射的通用公式计算了总辐射[7-8]。
童成立等[9]在分析国内外太阳辐射估算方法的基础上,建立了一种简单实用、易操作的模拟逐日太阳辐射的方法。
邱国全等[10]对几种最常用的晴天太阳辐射模型进行了对比计算研究,确定并编写了最佳模型的计算程序软件。
本文利用李茂芬等[11]在逐日太阳总辐射估算方法研究进展中推荐的A-P 辐射模型为基础,依托日常办公系列软件Microsoft Excel 宏编程,编写完成总辐射的计算公式,利用该公式进一步计算辛集市太阳总辐射值并进行结果准确性的对比分析,确定简易公式计算法的准确性,以期为相关研究人员提供一种简易的计算方法借鉴。
1资料与方法1.1资料来源本研究利用辛集市1989年1月1日至2018年12月31日的逐日日照时数数据以及观测站点的地理纬度及海拔高度数据进行该区域太阳总辐射值的理论计算。
1.2辐射模型天文辐射[12-13]:R a =24(60)πG sc d r [ωs sin (φ)sin (δ)+cos (φ)cos (δ)sin(ωs )]式中,G sc 为太阳常数,d r 为日地相对距离(某天的日地距离r 与日地平均距离r 0的比值),φ为地理纬度,δ为赤纬,θ为日角,n 为日序,ωs 为日出日落角。
一种基于统计的逐时太阳辐射数据计算方法(1).
一种基于统计的逐时太阳辐射数据计算方法(1)逐时气象参数是建筑物全年能耗计算机模拟的必输入参数之一，其中的太阳辐射数据通常难以得到。
本文提出了一种基于统计的逐时太阳辐射数据计算方法，在计算出大气层外水平面逐时太阳辐射数据的基础上，利用典型气象年逐时气象参数中的太阳辐射数据，拟合出水平面逐时太阳总辐射量与大气层外水平面逐时太阳总辐射量之间的关系，以及法线方向太阳直射辐射量与水平面太阳总辐射量之间的关系，再结合实际气象年的相关气象数据，从而可以计算得到实际气象年的逐时太阳辐射数据。
关键词：气象参数太阳辐射统计0 前言当前，采用计算机模拟的方法对建筑物的全年能耗进行分析越来越普遍，这种方法既可以在设计阶段，对新建建筑的能耗进行预测，从而指导建筑物能源系统的设计，使之符合国家相关的节能标准。
同时，也可以用于已建建筑，对建筑物的能耗进行评价和预测，并为对其进行节能改造的可能性及其效果进行预估。
目前，常用于建筑物全年能耗模拟的计算机软件有DOE-2（包括VisualDOE）、EnergyPlus、eQUEST和DeST等。
由于空调系统在整个建筑物的全年能耗中占有相当大的比例，因此，在对建筑物的全年能耗进行计算机模拟的时候，不可避免地计算空调系统的全年能耗，而空调系统的能耗，与当地的气象条件，特别是温度、湿度和太阳辐射强度紧密相关。
通常，在设计阶段进行建筑物能耗预测时，一般采用典型气象年数据；而在对已建建筑进行全年能耗分析的时候，由于已经可以取得建筑物运行的实际能耗数据，通常需根据实际能耗数据和实际气象年逐时数据对计算机模型进行校准(calibration)，以保证模型具有足够的精度，然后再采用标准气象年数据进行计算，并根据计算结果进行评价和比较。
这种建模→模型校准→计算及结果评价的方法也是IPMVP 2002 (International Performance and Measurement Verification Protocol)中所推荐的方法。
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太阳辐射强度作业答案
《一》知识点回顾
1、赤纬δ：
地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角；
地方平均太阳时Tm(h)：以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
真太阳时T(h)：以当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时来计算一天的时间。
L （deg ）——当地子午线的经度；Lm （deg ）——该时区中央子午线的经度； e （min ）——时差；±——东半球取正号。
2、时角h ：
将真太阳时用角度表示(真太阳时为12点时的时角为零，前后每一小时变化150
)
15126015⨯⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+-±=e L L T h m m
β
cos sin cos sin h d A =
d d h sin sin cos cos cos sin ϕϕβ+=
3、太阳常数(I 0=1353W/m 2
)：地球大气层外，地日的年平均距离处，太阳光辐射法平面的太阳辐射照度。
（也可按逐月取值） 4、当太阳高度角为任意β角时，地球表面上的法向太阳辐射照度为
坡度为θ角度的平面上直射辐射照度
水平面上
垂直面上
I （deg ）——光线与被照面法线的夹角； （deg ）——被照面方位角，偏西为负，偏东为正。
《二》计算实例：
从上表可知北京7月21日在一年中的日期序号为n=202
赤纬δ=20.5（deg）时差e=－6.4（min）
我国统一采用东8时区即东京180o的平均太阳时作为时间标准，对于北京则有L=L m=120o；纬度＝40（deg）。
对于北京上午9时，有T m=9(h)。
将以上数据，带入时角h计算公式可得，
时角h=[9+0+(-6.4÷60)-12]×15=－46.6(deg)；
带入太阳高度角和方位角A计算公式：
得=0.72
=－0.98
所以，太阳高度角β==46.1（deg）
太阳方位角A==－78.5（deg）
太阳入射角: ===0.144
太阳入射角=81.7(deg).
7月21日上午9点太阳辐射照度计算结果：
地球表面的法向太阳直射辐射照度
=1353×=824W/m2；
正南垂直立面上太阳辐射照度
==114 W/m2。
屋顶水平面面上的辐射照度I DH=164W/m2。