Расположение солнечной батареи
Для наклонной плоскости солнечной батареи определим следующие углы (рис. 4.9).
Угол наклона β
Угол между рассматриваемой плоскостью и горизонтальной (0 < β < 90° для поверхностей, обращенных к экватору; 90° < β < 180° для поверхностей, повернутых от экватора);
Азимут γ
Отклонение от меридиана проекции на горизонтальную плоскость нормали к поверхности приемника (γ = 0 для плоскости, ориентированной строго на юг; γ > 0 - ориентированной к западу от направления строго на юг; γ < 0 - к востоку. Для горизонтальной плоскости полагаем у = 0).
Угол падения θ
Угол между направлением потока излучения к поверхности и нормалью к ней.
Угол между направлением потока излучения и приемником
С учетом выбранного направления отсчета основное соотношение между различными углами можно записать в виде
cos θ = (A - B)sin δ + [Csin ω + (D + E) cos ω ]cos δ, (4.8)
где
A = sin φ cos β;
B= cos φ sin β cos γ;
C= sin β sin γ;
D= cos φ cos β;
E= sin φ sin β cos γ.
Рис. 4.9. Зенитный угол θ, угол наклона β и азимут γ для наклонной поверхности (для случая, изображенного на рисунке, γ<0): 1 - нормаль к горизонтальной плоскости, 2- нормаль к наклонной плоскости
Для некоторых случаев общая формула (4.8) существенно упрощается. Например, из рис. 4.8 следует, что солнечная батарея, ориентированная по направлению к экватору, окажется повернутой прямо к солнечному потоку в полдень, если его угол наклона β равен широте местности φ. В этом случае (γ = 0, β = φ) формула (4.8) преобразуется к виду
cos θ = cos ω cos δ. (4.9)
Для горизонтальной плоскости β = 0 и (4.8) переходит в
cos θz = sin φ sin δ+ cos φ cos со cos δ. (4.10)
Относительно формулы (4.8) и других, подобных ей, следует сделать два замечания.
- Рано утром или поздно вечером, когда Солнце низко над горизонтом, угол θ может превысить 90° (т. е. cos 8 может стать отрицательным). В этом случае источник света окажется за фиксированным приемником. На это следует обращать внимание при анализе конкретных систем.
- Формулы, как правило, получены для случаев, когда все углы положительны, и в частности φ > 0. Некоторые авторы уделяют недостаточно внимания знакам, поэтому их формулы неприменимы в южном полушарии. Предусмотрительным читателям приходится проверять эти формулы с помощью, например, построения дополнительных диаграмм, таких как на рис. 4.8, а, б, где θ' = θ, и проверки соответствия им данной формулы.
