倾斜面太阳辐射量计算方法研究

发布时间：2021-11-09 23:21

　　倾斜面辐射数据是保证准确设计太阳能利用系统的基础数据,一般由水平面数据计算得出。针对现有计算模型误差较大的现状考虑,试验测试了水平面及不同倾角斜面上的太阳辐射数据,提出了针对直接辐射转换系数的修正方法;通过倾斜面散射辐射数据的计算和分析,在散射辐射模型的基础上,建立耦合计算模型。试验与模型计算结果表明,散射辐射的各向同性受天气工况的影响,耦合模型具有较高的准确性,计算值与实测值的偏差可控制在5.3%以内。 

【文章来源】：热科学与技术. 2019,18(01)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１太阳辐射角度参数的坐标示意图Ｆｉｇ．１Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆａｎｇｌｅｓｕｓｅｄａｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｆｏｒ

、地面反射辐射量、水平面总辐射量和倾斜面总辐射量的测试。采用ＴＢＱ－２－Ｂ型太阳能总辐射传感器（测量范围为０～２０００Ｗ／ｍ２，精度等级±２％）测量水平面、倾斜面的太阳总辐射量以及地面反射辐射量，ＴＢＳ－３２０全自动跟踪直接辐射仪（测量范围为０～２０００Ｗ／ｍ２，精度等级±２％）测量法向直接辐射量，ＪＴＢＱ－２Ｄ型散射辐射遮光装置测量天空的散射辐射量。利用气象数据采集仪连续记录太阳辐射量。试验测试装置的实物图如图２所示。２．２试验过程与结果讨论２．２．１直接辐射转换系数修正本文以２０１７年太阳辐射数据为依据，采用稳态模型来预测晴天条件下的非稳态工况，具体步骤为１）在若干晴天且无其他干扰项的条件下，某时刻水平面直接辐射量通过式（１８）计算：Ｉｂｈ＝Ｉｇｈ－Ｉｄｈ（１８）图２试验设备实物图Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｐｉｃｔｕｒｅｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ２）记录每时刻法向直接辐射量Ｉｂｎ，则ｃｏｓθｚ实测值可由式（１９）计算：ｃｏｓθｚ＝ＩｂｈＩｂｎ（１９）３）根据式（５）计算出ｃｏｓθｚ的理论值。由于太阳时角是实时变化的，所以采用当天整点时刻的对应值作为参考。４）将理论值和实测值进行对比，结果如图３所示。图３太阳天顶角实测值与理论值的对比图Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅｓｏｆｓｏｌａｒｚｅｎｉｔｈａｎｇｌｅ图３为在同一时刻天顶角理论值和实测值散

辐射量通过式（１８）计算：Ｉｂｈ＝Ｉｇｈ－Ｉｄｈ（１８）图２试验设备实物图Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｐｉｃｔｕｒｅｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ２）记录每时刻法向直接辐射量Ｉｂｎ，则ｃｏｓθｚ实测值可由式（１９）计算：ｃｏｓθｚ＝ＩｂｈＩｂｎ（１９）３）根据式（５）计算出ｃｏｓθｚ的理论值。由于太阳时角是实时变化的，所以采用当天整点时刻的对应值作为参考。４）将理论值和实测值进行对比，结果如图３所示。图３太阳天顶角实测值与理论值的对比图Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｄａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅｓｏｆｓｏｌａｒｚｅｎｉｔｈａｎｇｌｅ图３为在同一时刻天顶角理论值和实测值散点图分布。本文利用最小二乘法线性拟合，通过对比相关系数Ｒ２和曲线斜率以及与对称轴偏离程度来评价计算方法准确性。由图３可知，拟合曲线并不重合于对称轴，理７３第１期王恩宇等：倾斜面太阳辐射量计算方法研究

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于太阳辐射值的喷射制冷系统动态性能分析[J]. 郑慧凡,李志强,陈银龙,范晓伟.  热科学与技术. 2016(02)
[2]云南省丽江地区倾斜面太阳总辐射计算模型对比分析[J]. 崇伟,吕文华,沙奕卓,边泽强.  太阳能学报. 2015(12)
[3]几种散射辐射模型精度的对比[J]. 姚万祥,李峥嵘,赵群,胡玲周.  同济大学学报(自然科学版). 2014(06)
[4]一种真空管集热器的入射角修正系数获取方法[J]. 匡荛.  太阳能学报. 2009(09)



本文编号：3486098