پارامترها و زوايه‌هاي خورشيدي Solar Angles

براي محاسبه مقدار تابش خورشيدي رسيده به يک سطح احتياج به تعريف تعدادي پارامتر و زاويه‌‌هاي خورشيدي داريم که در ادامه توضيح داده مي‌شوند

1- زاويه انحراف δ

زاويه بين اشعه‌هاي خورشيد و صفحه استوايي است که از 45/23 درجه در تابستان تا 45/23- در زمستان تغيير مي کند (شکل 1 و2) و از دو روش زير بر حسب درجه محاسبه مي گردد:

که در اين رابطه n شماره روزها از اول ژانويه است

زاويه شيب δ در نقطه اعتدالين پاييز و بهار صفر و در تحويل تابستاني در 21 ژوئن 5/23+ درجه و در تحويل زمستاني در نيمکره شمالي 5/23- درجه مي‌باشد. در زمان‌هاي ديگر از روابط گفته شده محاسبه مي گردد. ميزان تغيير زاويه انحراف در يک روز حداکثر 5/0 درجه است.

شکل 1: زواياي خورشيدي

شکل 2: زواياي خورشيدي

*** توجه:  کانال آموزشی یوتیوب را ببینید(آموزشهای ویدیوی زیادی در این زمینه تهیه شده است) ***

*** ایدی کانال یوتیوب:  pb_un@  ***

2- زاويه ساعت w و معادله زمان  E_t

زاويه ساعت w زاويه بين عرض جغرافياي موضعي و عرض جغرافيايي که اشعه‌هاي خورشيد در سمت‌الراس آن قرار دارند. يعني زاويه‌اي است که زمين بايد براي انطباق نصف‌النهار آن نقطه روي اشعه‌هاي خورشيد بچرخد. يک ساعت از زمان برابر با 24/360 يا 15 درجه از زاويه ساعت مي‌باشد. يعني در ساعت 12 ظهر خورشيد دقيقآ روي عرض جغرافيايي مورد نظر بوده و زاويه ساعت صفر است. براي محاسبه زاويه ساعت بايد معادله زمان E_t ابتدا حساب گردد.

همچنين براي محاسبه زاويه ساعت بايد اختلاف ساعت Time Zone(Tz) نيز در منطقه مورد نظر مشخص گردد که مقدار آن را مي توان به صورت زير تقريب زد.

که در اين رابطه L طول جغرافياي و بر حسب درجه است.

زاويه ساعت بر حسب درجه از رابطه زير براي هر ساعت از سال حساب مي‌گردد.

که در اين رابطه L طول جغرافياي(درجه)، h ساعت موردنظر، E_t معادله زمان و Tz اختلاف ساعت است.

3- محاسبه زاويه زنيت 

زاويه زنيت(سمت الراس)، زاويه بين اشعه‌هاي خورشيد و قائم بر سطح افقي مي‌باشد(شکل 2) و از روي مثلثات کروي داريم(بر حسب درجه):

که در آن j عرض جغرافياي و a_s زاويه فراز[1] است.  [1] Altitude

4- محاسبه زاويه سمت خورشيدي 

زاويه سمت خورشيدي[1] (زاويه بين اشعه‌هاي خورشيد و جهت شمال) نيز از رابطه زير بر حسب درجه محاسبه مي‌گردد.  [1] Azimuth

5- محاسبه زاويه ساعتي خورشيد در هنگام طلوع يا غروب خورشيد در سطح افقي

مقدار زاويه زنيت در هنگام غروب يا طلوع آفتاب 90 درجه است و داريم:

با داشتن زاويه ساعت در هنگام غروب يا طلوع خورشيد مي‌توان ساعت طلوع يا غروب را نيز به شکل زير حساب کرد.

6- زاويه برخورد روي سطح دلخواه

زاويه برخورد، زاويه بين اشعه‌هاي خورشيد و قائم بر سطح مي‌باشد و بنابراين براي سطح افقي همان زاويه زنيت است. براي ساير سطوح ابتدا بايد زاويه سمت صفحه g(زاويه بين عمود بر سطح و جهت شمال) و سمت خورشيد g_s و همچنين زاويه شيب صفحه b (نسبت به افق و در جهت شمال) مشخص باشد.(شکل 2 و2) مقدار زاويه برخورد از روي هندسه کروي به صورت زير بدست مي‌آيد.

دانلود راهنمای کامل(کلیک کنید)