Теоретичні аспекти надходження прямої сонячної радіації для негоризонтальних квазіодновимірних об'єктів

Abstract

Представлено алгоритм оцінки інтенсивності прямої сонячної радіації без врахування коефіцієнту послаблення випромінювання в атмосфері із застосуванням кореляційного та редукційного аналізу. Підтверджено попередню гіпотезу про можливість застосування рівнянь незатухаючих гармонічних коливань для обчислення геоцентричної та топоцентричної висоти Сонця, схилення, різниці між середнім та справжнім сонячним часом, відстані між Землею і Сонцем, локальної сонячної сталої; значення отриманих коефіцієнтів кореляції коливається в межах 0,99 - 0,9999. Розроблено методику оцінки площі збору прямої сонячної радіації фотоелектричних елементів надмалих стаціонарних сонячних електростанцій за допомогою запровадження поняття квазіодновимірного об'єкта, в якого два просторових виміри вважаються компактифікованими

В статье представлен алгоритм оценки интенсивности прямой солнечной радиации без учета коэффициента ослабления излучения в атмосфере с применением корреляционного и редукционного анализа. Подтверждено предварительную гипотезу о возможности применения уравнений незатухающих гармонических колебаний для вычисления геоцентрической и топоцентрическое высоты Солнца, склонения, разницы между средним и истинным солнечным временем, расстояния между Землей и Солнцем, локальной солнечной постоянной; значение полученных коэффициентов корреляции колеблется в пределах 0,99-0,9999. Разработана методика оценки площади сбора прямой солнечной радиации фотоэлектрических элементов сверхмалых стационарных солнечных электростанций за счет введения понятия квазиодномерного объекта, у которого два пространственных измерения считаются компактифицыроваными. Эффективность солнечных элементов определяется, кроме внутренних физико-технологических характеристик, интенсивности прямой солнечной радиации и вертикальным и азимутальным углами падения солнечных лучей (то есть ориентацией поверхности фотоэлектрических элементов). Вероятными местами размещения солнечных электрогенерирующих элементов для сверхмалой энергетики является преимущественно неподвижные конструкции (крыша, окна, полупрозрачные перекрытия), для которых, в большинстве случаев, изменение углового ориентирования (для максимизациии интенсивности прямой солнечной радиации) невозможна. Поэтому важным является определение результирующего поступления прямой солнечной радиации, не только на конкретный момент времени, но и в течение определенных выбранных периодов времени. Это необходимо для прогнозирования объемов генерации электроэнергии, как и для конечных потребителей (определение рентабельности и периода возврата средств), так и в масштабах всей страны, ее распределения через интеллектуальные энергосистемы и в конечном итоге определения плана объема закупок энергоносителей.

In article presented an algorithm estimates the intensity of direct solar radiation without a total beam attenuation coefficient of atmosphere, using correlation and reduction analysis. Confirmed previous hypothesis about the possibility of nonattenuating harmonic oscillation equations for calculating the geocentric and topocentric height of the Sun, declination, the difference between the mean and true solar time, the distance between the Earth and the Sun, the value of local solar constant; the value obtained correlation coefficients in the range 0.99 - 0 ,9999. The method estimates the area of collection of direct radiation photovoltaic cells ultra small solar power was developed by introducing the notion of quasi-one-dimensional object in which two spatial dimensions consider was compactificated. Efficiency of solar cells is determined, but the internal physical and technological characteristics, intensity of direct solar radiation and vertical and azimuthally angles of incidence of sunlight (surface orientation photovoltaic cells). Likely placements solar power generating elements for super-small energy is still mostly construction ( roof, windows, translucent ceiling), which, in most cases, changing the angular orientation (for maximum intensity of direct solar radiation ) is impossible. Therefore, it is important to determine the resulting flow of direct solar radiation, not only the time, but during certain time period. It is necessary to predict the generation of electricity, as well as for end-users (the definition of profitability and the period of repayment) and throughout the country, its distribution through smart grid and ultimately determine the plan of purchasing energy.