РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ УСТАНОВОК

РАСПОЛАГАЕМОЕ КОЛИЧЕСТВО СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛОВАЯ НАГРУЗКА

Расчет солнечных установок включает определение располагаемого количества солнечной энергии, теплопроизводительности солнечного коллектора и установки в целом, тепловой нагрузки отопления и горячего водоснабжения, энергетических и геометрических характеристик гелиосистемы, в том числе площади поверхности коллектора, объема аккумулятора теплоты, годовой доли солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки и годовой экономии топлива.

Определение располагаемого количества солнечной энергии

Количество солнечной энергии, поступающей на горизонтальную поверхность Земли, сильно зависит от широты местности (см. рис. 1 и табл. 1). Отношение среднемесячных приходов солнечной радиации в июне и декабре с увеличением широты возрастает, и на широте 50° с. ш. оно приблизительно равно 13. Еще в большей мере различается поступление солнечной энергии в самый хороший и самый плохой дни года, при этом отношение Емакс и Емин может достигать 50. Эти данные свидетельствуют о большом изменении в течение года количества поступающей солнечной энергии, а следовательно, и о подобном изменении теплопроизводительности гелиосистемы.

Рис. 66. Схема кажущегося движения Солнца по небосводу

Рис. 66. Схема кажущегося движения Солнца по небосводу

Для расчета располагаемого количества солнечной энергии, поступающего на наклонную лучепоглощающую поверхность, необходимо знать углы падения солнечных лучей на наклонную и горизонтальную поверхности в данном месте. Положение некоторой точки А на земной поверхности относительно солнечных лучей в данный момент времени определяется тремя основными углами - широтой местоположения точки φ, часовым углом ω и склонением Солнца δ (рис. 66). Широта φ - это угол между линией, соединяющей точку А с центром Земли 0, и ее проекцией на плоскость экватора. Часовой угол ω - это угол, измеренный в экваториальной плоскости между проекцией линии 0А и проекцией линии, соединяющей центры Земли и Солнца. Угол ω = 0 в солнечный полдень, а 1 ч соответствует 15°.