不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算

»36 »7 ù 2002 M7 上 海 交 通 大 学 学 报 JO U RN AL O F S HAN GHA I JIAO TO N G U N IV E RSIT Y Vol. 36 No. 7 Ju l. 2002 là ° ù: 2001-11-12 T€eº:ÁÕ( 1939-) , 3,~ ÊóÉ ¦, q,ö1ùîZ_ ¹ þ ??È‹¨/ Œ. ÓcI|: 1006-2467( 2002) 07-1032-05 ‚]ZÊ `| ë  þ•  #KD `˜¥9 Ø 杨金焕, 毛家俊, 陈中华 ( ZÈ ïÐýÐ9 Ø SГ, Z200090) K 1: 根据天空散射辐射各向异性的 Hay模型,计算倾斜面上辐射量,推导得到了冬半年朝向赤 道倾斜面最佳倾角的数学表达式.对我国一些地区不同方位角的倾斜面上月平均日辐射量及最佳 倾角进行了计算和分析.结果表明,除了直接辐射量占总辐射量比例较大的地区以外,一般全年最 佳倾角总小于当地纬度.当方位角增大时,倾斜面上辐射量要减少,这在高纬度地区尤其明显.因 此,必须选择合适的倾角,以尽量减少太阳辐射量的损失.结果还发现,倾斜面方位角与全年最佳倾 角的关系曲线和太阳电池的 I-V特性曲线形状相似. 1oM: 太阳能; 太阳辐射; 最佳倾角; 方位角 Ïms Ë|: TK 511 ÓDS M ’: A Calculation of Solar Radiation on Variously Oriented Tilted Surface and Optimum Tilt Angle YAN G Jin-huan, MAO Jia-jun, CHEN Zhong-hua ( Dept. of Info rmatio n so la r radia tion; o ptimum tilt a ng le; azimuth ang le  þ ?‹¨Ï,YÈ9 ^|; ë `|bÂ, î[Ê4KD¥ `˜ ^ þ ?ýñ !9¥1o­ B.KD `˜¥À Q,‚]¥‹¨Ï ^‚B“¥. ÿ ë;™?È“dÏ,®¿ sž¹Èý€È ÿ ©y Í¥KÅ,yN18† I n;™Z” ë  þ •  ¥ õß、 ( Ÿ„vŸ[1 ] ,7¿ ” þ  ? £ æ¨i©;™?È“d©,YÈ9 ^1 p  † MϤžKv¥ þ•  . Ó [ `| ë ¤ lžKv¥ þ•  T¹KD `˜. Bî ` û_4¥º ^ £ Ü ë ¥ þ•   ,³1YV1 ¯¥9 Ø Ÿ ’ç `| ë ¥ þ•  . Ó9 Ø? b Û •   H¨  Hay ˜,ÜVw,¤ž Ô_¡ `| ëëö M KD `˜¥ ”ÐVr T,iáSBt¹ uÔ_ Ê Ö¡ `| ë¥KD `˜É› 9 Ø„s. 1 Ô_¡ `| ë ¥KD `˜ 1. 1 þ•  ¥9 Ø ’çÔ_¡ `| ë ¥ þ•  ,YȐ ¨Klein[2 ]¥9 ØZE: `| ë ¥ þ• 9  HT®°¤ þ•  Hb t、? b Û •  Hdt„ ¹ ëQ •  Hrt ؆s îFî,i ª¹? b Û •   ^ ( sƒ¥. –7ƒÕò_]Ÿ¥L ! ^“‚ ’¥,A –,ö o, 2 ë¥? b Û • 11 ëv. Ko rona kis[ 3]·, 6z 2 ë¥? b Û •   Ü (1]63% , 2ö o5žzM Q.¹N, Bug leröf|ò_]Ÿ¥°¤•  9 F5% , Cohen4|4©¥9•  Ðv ª“ M‹ ¥1´FBÜ©ž , Ineichen ª¹ Û  •  À ©¿°¤•  ¥6% [ 4] .N“, Hay[5 ]、 Klucher[6 ]、 Perez[7 ]©9sY4 ? b Û ò_s Ÿ ˜¥9 ØZE. Jain©[8, 9 ]s ªçHay ˜  ¹e ü L¨. Hay ˜ ª¹ `| ë ? b Û •   ^® þ ; ¥•  „ Å? b›ä ( sƒ¥ Û •   †sFî, VVr¹ Hd t = Hd Hb Ho Rb + 12 1 - HbH o ( 1+ cosU) ( 1) TÏ: Hb„HdsY¹ £ Ü ë °¤„ Û •  ; Rb¹ `| ëÐ £ Ü ë °¤•  ­1, Ho¹v  ª“ £ Ü ë  þ•  ;U¹ `˜.ƒ“, p `| ë  þ•  ¥ T V¿¹ HT = HbRb + Hd Hb Ho Rb + 1 2 1 - Hb Ho ( 1+ cosU) + 12dH( 1- cosU) ( 2) TÏ: H¹ £ Ü ë 9•  ;d¹¹þV ëQ  q. Bî f ƒ/,KªB[¹ ëQ •  “l,º ]HT¥äs­+. 1. 2 Ô_¡ `| ë KD `˜¥ ’ç 1°¤V T( 2) p‹¿Kv þ•   ` ˜¥ ”ÐVr TM’ ’ 4,sHq V©,9 20 °ÀQ M320 °¥“ëö M”Ï, þ¹ µ´. Â’¹Â¹h,YÈ9µ(h- U) 05MQ. Ï: 1034 上 海 交 通 大 学 学 报»36  A = co shsinVta nU+ sinhtanV B = ta nW coshtanV- sinhsinVtanU ( 10) –7,‹¨ T( 9)、 ( 10) µ üA¥Ù5,’U= 0V= 0 H, A„B (¹í kv,C Ä,íE p  °„ ° ‹ H˜.7 OV‚ ‚žµ´,} Æ¥²T ^B“¥,‚AsYYV‚]9 Ø.ª ŸBushell[ 13] 4 ³ %¥÷E,9 Ø `| ë  °„ ° ‹ H˜  T¿¹ kss = min ks a rcco s - aD + a rcsin cD ksr = - min ks - arccos - aD + arcsin cD ( 11) TÏ: a= sinW( sinhco sU- coshsinUco sV) b= co sW( co shco sU+ sinhsinUcosV) c= cosWsinUsinV D= b2+ c2 ƒ“,U= 0(  £ Ü ë ,N H9µV= 0) ,® T ( 11) V¤ž ksr = kss = ks = a rcco s( - tanWtanh) } Æ T( 11) V¤Rb= 1,} Æ T( 2)¤ H = Hb+ Hd  ¹ £ Ü ë ¥ þ•  . V= 0 H, T( 11)„( 9) sY|Ä,ƒü ^Ô _¡ `| ë ¥ f ƒ. ô [  T V[IÅ9 Øñ½, Ø ©i ` ˜/‚]Zʘ `| ë ¥ þ•  . ÓB t¹ u † MKD `˜ H,‚]Zʘ¥ Ü ( þ °•  É› 9 Ø, ²TnV2. Vn,Ô_ ¡(V= 0) H `| ë  Ü ( þ °•  Kv, Û“ V9v, HTïvhl.Œ/†–е1, ®¥¹ u/†– ¤( ÂÜVV09Fž 80°, HTº/†14% ) ,7ÂÚ¥¹ u/†–  y( ÂW:^]“ f ƒ/1/†57% ). î[Ú Â¹ u÷‹ÿiÐ hlZʘ. V2 Bt¹ u † MKD `˜ H,‚]Zʘ¥ Ü ( þ °•   Tab. 2 YearlymeandailysolarradiationforthedifferentazimuthatoptimumtiltangleinsomeregionsofChina M J /( m2· d) V/(°) 2 aÜ ˜ Óóqîû Z½+é Z ! W:^ 0 12. 86 12. 71 24. 55 13. 97 10. 58 13. 75 13. 65 19. 63 17. 22 15. 90 10 12. 83 12. 67 24. 34 13. 91 10. 56 13. 68 13. 59 19. 43 17. 01 15. 69 20 12. 76 12. 56 23. 71 13. 74 10. 52 13. 47 13. 40 18. 83 16. 40 15. 07 30 12. 64 12. 37 22. 68 13. 47 10. 46 13. 14 13. 12 17. 88 15. 44 14. 09 40 12. 49 12. 12 21. 33 13. 12 10. 37 12. 71 12. 75 16. 64 14. 25 12. 81 50 12. 32 11. 84 19. 77 12. 73 10. 28 12. 22 12. 33 15. 21 12. 90 11. 35 60 12. 13 11. 53 18. 13 12. 31 10. 18 11. 70 11. 88 13. 70 11. 47 9. 86 70 11. 95 11. 23 16. 51 11. 89 10. 08 11. 18 11. 44 12. 20 10. 05 8. 28 80 11. 79 10. 94 15. 00 11. 51 9. 99 10. 69 11. 02 10. 80 8. 74 6. 86 90 11. 64 10. 69 13. 68 11. 17 9. 91 10. 26 10. 66 9. 56 7. 58 5. 61 ®¿HqKÅ,ZʘVíE¿M,5 V !E ¿M `˜U,[Ð V ?¤žKv¥•  , 8 V® 9 Øñ½ Ø‚]V¥ † MKD `˜.m2A U  Bt¹ uVÐ † MUopt¥1“.²TA U,V0°～ 90°,Ð † MUop t¥1“ wL„ þÈý¥I-V+Ÿ wL™M ». ®m2 Vn, `| ë Ê Ö¡ H,‚]ZÊ ˜,º1Ê4† a¥ `˜, V[ P¤ Ü ( °•  / †“ ,ƒ®Â u­  üA.Zʘ¹90° ( Ô_žêž) H,KzÎ ^ £ ÜbÂ. ÂT³ 1,Î V®9 Øñ½ Ø‚]Zʘ Hò¥KD `˜#  Ü ( °•  . m2 Bt¹ u‚]ZʘР† MKD `˜¥1“ Fig . 2 Y ea rly optimum tilt ang le as a function o f the differ - ent a zimuth for the selected regio ns o f China 1035 »7 ù杨金焕,等:不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算 3 ² ‚ ( 1)9 Ø `| ë ? b Û •   H‹¨ò _sŸ ˜. ( 2)“ëö M” , V°¤® ”ÐVr T pM ‹¿Kv•  ¥KD `˜. † MKD `˜Ð’¹ °¤•  ]9•  1 赓v1“,1 èv¥ † MKD `˜9v,áS v ”¹ u, † MKD `˜1l¿’¹Â. ( 3)11,òKD `˜1 l,µ H¹µ ´,ƒ®Â¹ u­  üA. ( 4)Zʘ0°～ 90°,Ð † MKD `˜¥1“ wL„ þÈý¥I- V+Ÿ wL™M », `| ë Ê Ö¡ H,º1Ê4† a¥ `˜, V[ P¤ Ü ( °•  /†“ . ( 5)Ú¹ u,‹Ð V ?hlZʘ. • IÓD: [ 1 ] ÁÕ.%ç T;™Z”KD `˜¥s[ J]. þ ? Ð, 1992, 13( 1): 86- 92. Y AN G Jin-huan. Analysis o f o ptimum tilted a ng le fo r fix ed pho tov oltaic a rr ay [ J]. Acta Energiae So- larisSinica, 1992, 13( 1): 86- 92. [ 2 ] Klein S A. Calculato n o f mo nth ly av e rag e insolatio n on tilted sur faces [ J]. SolarEnergy, 1977, 19( 4): 325 - 329. [ 3 ] K or onakis P S. On the choice of the a ng le o f tilt fo r south facing solar co llecto rs in th e Athens Basin ar ea [ J]. SolarEnergy, 1986, 36( 3): 217- 225. [ 4 ] Hay J E. Calculating solar radiation fo r inclined sur- faces: practical a ppr oaches [ J ]. RenewableEnergy, 1993, 3( 4, 5): 373- 380. [ 5 ] Hay J E. Ca lcula tio n of mo nthly mean so la r radia tion fo r ho rizo ntal a nd inclined surface [ J]. SolarEnergy, 1979, 23( 4): 301- 307. [ 6 ] K luch er T M. Ev alua tio n of models to predict insola- tion o n tilted sur faces [ J ]. SolarEnergy, 1979, 23 ( 2): 111- 114. [ 7 ] Pe rez R, Stewa rt R, Arbog ast C. An a nisotr opic ho urly diffuse radiation model for slo ping surfaces: description, per for mance v alida tio n, site dependency ev alua tion [ J]. SolarEnergy, 1986, 36( 6): 481- 497. [ 8 ] Abdelrahman M A, Elhadidy M A. Comparison of calculated a nd mea sur ed va lues o f tota l radia tio n on titled sur faces in Dhah ran, Saudi Arabia [ J ]. Solar Energy, 1986, 37( 3): 239- 243. [ 9 ] Jain P C. M odeling o f the diffuse radia tio n in envi- r onment co nscio us architec ture: the pro blem and its ma nag ement [ J]. Solar& WindTechnology, 1989, 6 ( 4): 493- 500. [ 10 ] Ander sen P. Comm ents on“ Calcula tio n of monthly av erag e insolatio n o n tilted sur faces” by S. A. Klein [ J]. SolarEnergy, 1980, 25( 3): 287. [ 11 ] B Î 3, g6 ´.“ £ KD `˜¥Ê4[ J]. þ ? Ð, 1988, 9( 4): 369- 375. T AN G Run-sheng , L U En-r ong. Selecting of o pti- mum tilted a ng le fo r solar collecto rs [ J]. ActaEner- giaeSolarisSinica, 1988, 9( 4): 369- 375. [12] Gopinathan K K. So la r radia tio n o n va rio usly o rient- ed slo ping surfaces [ J]. SolarEnergy, 1991, 47 ( 3): 173- 179. [13] Bushnell R H. A so lution for sunrise and sunset ho ur a ng les on a tilted sur fa ce witho ut a sing ula rity a t zer o [ J]. SolarEnergy, 1982, 28( 4): 359. / ù?V ‚ÓK1ç BÕ¨¿l“ †ì qî ÿ9¥BayesZE 连 军, 林忠钦, 来新民, 姚福生, 陈关龙 ( ZŒYvЀÐî ïýñÐý, Z200030) K 1: 针对复杂机械产品制造业广泛存在的大批量生产、小样本检测的特点,在采用矩法由历史测量数据构造产 品合格率参数先验分布的基础上,提出一种综合历史数据与当前小样本信息进行合格率估计的 Bay es算法,建立 了动态递推模型,实现了合格率的准确估计.采用统计仿真的方法对动态估计精度进行了分析,给出了依据离线测 量数据进行合格率评估的计算实例.结果表明,所提出的方法是有效而且实用的,为质量问题的及时发现和控制提 供了依据. 1036 上 海 交 通 大 学 学 报»36