?

Log in

No account? Create an account
Космос, Земля, человек
Собирая лучшее
Солнечная тепловая энергия. Солнечная радиация и времена года 
23rd-Sep-2015 11:57 pm
энергетика, наука
Раньше было:

Сила, энергия и мощность.
Возобновляемая энергия. Введение
Эффективность и побочные эффекты использования ископаемых топлив

Солнечная тепловая энергия
1. Введение
2. Солнечный водонагреватель на крыше
3. Природа и пригодность солнечного излучения

Солнечная радиация и времена года

Сейчас я буду говорить очевидные вещи, но неплохо уметь формулировать простые истины.

Если выпуск энергии Солнца постоянен, почему же мы получаем ее большее летом, чем зимой? Причина тому - Земля с ее полярной осью вращается вокруг Солнца. Ось наклонена относительно орбиты. В июне северный полюс наклонен по направлению к Солнцу. Лучи Солнца поэтому попадают в северное полушарие более перпендикулярно, и Солнце появляется выше в небе:




Земля вращает вокруг Солнца, угол наклона земной оси 23,5°.


В декабре северный полюс наклонен далеко от Солнца, и солнечные лучи падают на Землю более косо, из-за чего плотность энергии Солнца на Земле минимальная (т.е. меньшая киловаттовая досягаемость на каждый квадратный метр Земли за день).

Другой важный фактор, что Солнце более низко в небе, и когда его лучи проходят через атмосферу, больше света рассеивается и отражается обратно в пространство. Когда Солнце находится на 60° вертикали, пиковая плотность его энергии падает до 1/4 того уровня, когда Солнце находится вертикально вверху.




Наклон земной оси по сезонам (лето-зима).

Надписи на рисунке:

Зима. Лето.
Radiation obliquely - косо падающий свет.
Radiation strikes perpendiculary - перпендикулярно падающий свет.



Чтобы максимизировать поглощение солнечной энергии зимой (когда потребности в солнечном свете выше) угол наклона нагревательных модулей положения должен быть большим:




Оптимизация наклона принимающих свет устройств для различных сезонов.

Надписи на рисунке:

Лето. Весна. Осень. Зима.
A more horizontal position is better for summer.
Более горизонтальная позиция лучше для лета.
A tilt equal to the latitude gives best perfomance in spring and autumn.
Угол наклона к горизонтали (по широте), дающий наилучшие показатели весной и осенью.



К счастью эффекты наклонного положения и ориентации особенно не критичны. Таблица ниже предоставляет итоги измерения энергии солнечного света/плотности солнечной энергии на различных наклонных поверхностях.

Таблица. Эффект наклона Солнца в зените над горизонтом по сезонам года - его влияние на плотность солнечной энергии, падающей на светопоглощающую поверхностью (данные по Kew возле Лондона, широта 52°N).


Угол наклона (°) Годовое полное
излучение (кВт*час*м-2)
Июнь полное
излучение
(кВт*час*м-2)
Декабрь полное
излучение
(кВт*час*м-2)
0 – по горизонтали 944 153 16
30 1068 153 25
45 1053 143 29
60 990 126 30
90 – по вертикали 745 82 29


(Источник: Achard и Gicquel, 1986)

Продолжение следует


promo universal_inf may 5, 2014 02:04 19
Buy for 50 tokens
Обзоры и посты космической тематики. Разместите свой анонс.
Comments 
23rd-Sep-2015 04:42 am (UTC)
Любопытно! )

24th-Sep-2015 10:32 pm (UTC)
Рада, что заинтересовала.
This page was loaded Nov 14th 2019, 2:41 am GMT.