Восход солнца для инсоляции

Точный инсоляционный расчет. Считаем тень.

Предлагаю вариант расчета инсоляции, который наиболее изящно и наглядно показывает продолжительность инсоляции расчитываемого окна. Вот примерная схема расчета по инсоляционной линейке, которая известна многим. Данный способ точен и более чем приемлим для большинства расчетов.

Теперь выполним инсоляционные построения теней на генплан и расчитываемый фасад здания от зданий-затенителей с учетом их отстояния от объекта инсоляции и высоты. Выполним почасовые построения с 7 часов до 14 часов — интервал в течение которого на фасад падает тень и постепенно уходит с него:

Инсоляцию считают начиная с 7 часов утра. Как видно, тень падая на фасад затеняет лишь его часть, т.е. существуют окна, на которые тень в день равноденствия не падает никогда, это окна верхних этажей.

При восхождении солнца с 7 утра до 12 дня высота стояния солнца увеличивается, а тени становятся короче и постепенно «сползают» с фасада. Проходя по фасаду, тень в каждый час располагается ниже тени предыдущего часа.

В период с 11 до 12 часов, в данном примере, тень скользит у подошвы фасада и сходит на нет.

Как хорошо видно из построений, тени от зданий-затенителей перестают достигать объекта инсоляции в плане уже в 12 часов. Если учесть, что в первых этажах жилых многоэтажных домов нередко устраиваются магазины, высотой где-то 1.5-2 жилого этажа, то построив тень на расчитываемом фасаде можно определить интервал времени, когда окна жилых помещений находятся выше верхней точки тени и инсолируются, в то время как тень формально падает на фасад и затеняет его. Данные уточняющие построения наряду с классическим расчетом по инсоляционным линейкам дают возможность выйграть от 30 минут до 1 часа, которых зачастую не хватает для выполнения требований СанПиН по продолжительности инсоляции окон жилых помещений.

Данный метод инсоляционных расчетов дает возможность наиболее рационально выполнять посадку зданий в условиях плотной городской застройки и планирование помещений с учетом максимальной экономической отдачи. Метод позволяет «отбивать» спорные коммерческие площади жилих домов в эспертизе и удовлетворять требования и пожелания заказчиков, а главное аргументированно доказывать свои расчеты геометрически точными построениями.

Геометрические построения теней наиболее наглядны и понятны.

Источник

Как расчитать количество солнечной энергии в регионе

Солнечная инсоляция – это величина, определяющая количество облучения поверхности пучком солнечных лучей (даже отраженных или рассеянных облаками). Поверхностью может быть что угодно, в том числе и солнечная батарея, которая преобразует энергию солнца в электрическую энергию. И вот насколько эффективна будет ваша природная электростанция и определяет параметр солнечной инсоляции. Измеряется инсоляция в кВт*ч/м2, то есть количество энергии солнца, полученное одним квадратным метром поверхности в течении одного часа. Естественно полученные метрики рассчитаны для идеальных условий: полное отсутствие облачности и падение солнечных лучей на поверхность под прямым углом (перпендикулярно).

Довольно часто люди полагают, что если солнце встает в 6 утра и садится в 7 вечера, то дневную выработку солнечной панели нужно считать как произведение ее мощности на 13 часов пока светило солнце. Это в корне неправильно, ведь существует облачность, но главное солнце двигается по небосклону отбрасывая лучи на поверхность земли под разными углами. Да, безусловно, вы можете использовать специальные трекеры, которые будут поворачивать вашу солнечную батарею в сторону солнца, но это дорого и редко экономически оправдано. Трекеры применяются, когда необходимо увеличить мощность на единицу площади.

Откуда берутся данные солнечной активности

Изучением солнечной активности во всех регионах нашей планеты занимается Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Круглосуточно спутники следят за деятельностью солнца и заносят полученную информацию в таблицы. В расчетах учитываются данные последних 25 лет. Пример такой таблицы для Санкт-Петербурга (59.944, 30.323) вы можете увидеть по ссылке https://eosweb.larc.nasa.gov/ . Данная организация относится к федеральному правительству США и, к сожалению, сайт их доступен только на английском языке.

Нет необходимости расшифровывать все значения и коэффициенты в таблице, ведь нас интересуют всего два – это собственно само значение солнечной инсоляции в определенные месяцы (OPT) и значение оптимального угла наклона солнечной панели (OPT ANG).

Зная значение инсоляции мы можем рассчитать приблизительную выработку нашей солнечной электростанции в данном регионе в конкретный месяц или в среднем в год.

Расчет выработки солнечной электростанции на основе значений инсоляции

Допустим имеем в Санкт-Петербурге сетевую солнечную электростанцию мощностью 5 кВт и хотим посчитать ее выработку в июне. Солнечные модули установлены на оптимальный угол.

5 кВт * 5,76 кВт*ч/м 2 * 30 дней = 864 кВт*ч

* Формула упрощенная, поэтому расчетные единицы измерения в формуле не совпадут с ответом. Это исправляется введением в формулу параметров солнечной электростанции и перевода дней в часы.

Но в январе эта же электростанция сгенерирует всего 5*1,13*30=169,5 кВт*ч, поэтому Питере солнечные батареи активно используются только в летние периоды.

За год же, подобная солнечная электростанция сможет получить 5*3,4*365=6205 кВт или 6,2 МВт чистой электроэнергии. Выгодно? Решать вам, ведь срок жизни сетевой электростанции более 50 лет, а тарифы на промышленное электричество растут каждый год не менее чем на 10%.

Источник

Восход солнца для инсоляции

Submit your questions, suggestions
and criticisms here:

SunCalc shows the movement of the sun and sunlight-phase for a certain day at a certain place.

You can change the suns positions for sunrise , selected time and sunset see. The thin yellow-colored curve shows the trajectory of the sun, the yellow deposit shows the variation of the path of the sun throughout the year. The closer a point in the center, the higher the sun above the horizon. The colors in the above time-slider shows the sunlight during the day. The sun on the time slider can be moved by mouse or with the arrow keys of the keyboard

With a small donation you can go to Contribute to the preservation of this website. The amount is free selectable and is done via PayPal .

Thank you

Information in accordance
with section 5 TMG:

Torsten Hoffmann
Robert-Schumann-Str. 17
67304 Eisenberg
Germany

Источник

Солнечная инсоляция.

Лента статей RSS:

Поиск статей:

Инсоляция. Общие сведения для расчёта солнечных коллекторов.

Инсоляцией (на латыни in solo – выставляю на солнце) называется облучение поверхности параллельных пучком лучей, которые берут свое начало с направления источника света. В нашем случае источником света всегда является Солнце.

Среднегодовая инсоляция (мощность, Вт/м 2 ) в верхней части земной атмосферы (вверху) и на поверхности планеты (внизу, расчетные данные)

Инсоляция значительно отличается в разных точках поверхности Земли. В южных районах России инсоляция значительно выше чем в средней полосе или на севере страны.

Для сравнения приведем суммарные годовые значения инсоляции для различных регионов земного шара: Европа 1000-1800кВт×ч/м2; Центральная Африка примерно 2300 кВт×ч/м2, Ближний Восток — 2000кВт*ч/м*2, Средняя Азия 1800кВт*ч/м*2, Москва 1000кВт*ч/м*2, Сочи 1300кВт*ч/м*2, Архангельск — 850кВт*ч/м*2.

Сезонные колебания значений месячной инсоляции увеличиваются, чем ближе к одному из полюсов Земли. Например в Москве разница между инсоляцией летом и зимой может отличаться более чем в 7-8 раз, а в Краснодаре лишь в 3-4 раза (хотя и это много).

Подобные сезонные колебания инсоляции были бы малоощутимы, будь ось Земли перпендикулярна орбите вращения Земли вокруг Солнца. И тогда такие колебания инсоляции зависели бы лишь от расстояния до Солнца. Но реально земная ось составляет угол в 23° с плоскостью орбиты Земли, и это вносит существенные сезонные колебания в инсоляцию конкретной области Земли.

Изображенные на рисунке выше потоки энергии солнечного света А, Б и В идентичны, но по причине кривизны земной поверхности и атмосферы, энергия потоков А и В после прохождения атмосферы уменьшается сильнее, чем энергия потока Б.

На рисунке показано положение Земли для 21 июня, дня когда лучи Солнца на 23-й параллели попадают на поверхность перпендикулярно. Это день с максимальной долготой дня.

Широта местности учитывается ориентацией «солнечных модулей» при монтаже солнечной установки.

Кроме того инсоляция зависит еще от нескольких важных факторов:

• времени года, например зимнее время характеризуется малой освещенностью и коротким световым днем;
• времени суток, т.к. освещенность в течении дня меняется, кроме того солнечные лучи, попадающие на поверхность солнечного модуля под очень острым углом практически не воспринимаются солнечным модулем;
• рельефа местности, включая предметы загораживающие солнце: здания, деревья, горы и прочее);
• конкретных погодных условий в режиме реального времени (снег, туман, облака).

Солнечная радиация на верхней границе атмосферы (Вт × ч/м2в сутки)

Согласно таблице инсоляция летом и зимой отличается весьма значительно. Если сравнивать значения инсоляции на разных широтах 21 июня, то можно заметить, что инсоляция колеблется в пределах 370-512Вт*ч/м*2, т.е. не очень сильно. А вот 21 декабря ситуация совершенно иная — значения инсоляции колеблется от 0 до 401Вт*ч/м*2. Т.е. зимой, чем выше широта, тем значительней разница с летним значением инсоляции.

В декабре между северными и южными широты имеет максимальное отличие. Вследствие этого инсоляция сильно различается в зависимости от времени года и географического положения . Об этом не стоит забывать при использовании ВИЭ на основе солнечных коллекторов.

Годовые колебания инсоляции на экваторе совсем незначительны, но весьма сильно нарастают при перемещении к северу. Даже для южных регионов нашей страны, таких как Краснодарский край, из-за низкой облачности в зимний период солнечная радиация в 3-4 раза меньше, чем летом. Для Москвы же эта разница достигает 8-10 раз. Эти годовые колебания на территории России невелики для Восточной Сибири, Дальнего Востока, а также районов высокогорья. Здесь, кроме более менее равномерного распределения инсоляции в течении года, сказывается тот факт, что при одной и той же освещенности эффективность холодной солнечной батареи несколько выше, чем нагретой жарким летним солнцем.

По этой причине при монтаже солнечных модулей на кровле следует обеспечить воздушный зазор для свободной циркуляции воздуха под солнечными модулями для охлаждения рабочей поверхности модуля. Небольшой компенсации влияния сезонности на работу солнечной станции добиваются летним и зимним положением солнечных модулей относительно горизонта — для летнего периода угол наклона на 15° меньше географической широты, а для зимнего периода на 15° больше . Это связано с высотой стояния светила.

При круглогодичном использовании солнечного коллектора с целью получения максимума энергии в целом за год без сезонной регулировки наклона угол должен быть равен географической широте местности .

Фактор времени суток можно учитывать проводя слежение за солнцем. Слежение по азимуту даст прибавку в 20% к снимаемой с солнечной батареи энергии, а дополнительное слежение за светилом по высоте еще 10%. Устройства, обеспечивающие подобное слежение называются трекерами. «Слежение» осуществляется при помощи поворотной платформы на которой закреплены солнечные модули. Платформа непрерывно или дискретно «следит» за Солнцем. Но прежде всего необходимо сопоставить количество дополнительно полученной энергии со стоимостью трекера, его монтажа и обслуживания. В обычной практике ограничиваются стационарной установкой солнечных батарей.

В статье «Таблицы инсоляции» опубликованы среднестатистические нормы инсоляции на территории основных территорий РФ и бывшего СССР с градацией по месяцам и ориентации плоскости светоприемника в пространстве. Необходимо учитывать, что в таблице 2 значения солнечной радиации выражены в МДж/м2 и для горизонтальной поверхности. Перевод МДж/м2 в кВт/м2 производится делением на 3.6 значения в МДж/м2.

Заинтересовались?

Для получения подробной информации обратитесь к нам удобным для Вас способом:

solar@andi-grupp.ru +7(495)748-11-76

Источник