优化倾斜面上的太阳总辐射文章标题

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：上节已经介绍了水平面上的太阳总辐射，以及如何将太阳总辐射分离成为直射辐射和散射辐射两部分。通常，将太阳总辐射与地面反射辐射之差，称为“净太阳辐射”。

上节已经介绍了水平面上的太阳总辐射，以及如何将太阳总辐射分离成为直射辐射和散射辐射两部分。在太阳能热利用系统设计时，经常需要将水平面上的太阳总辐照量转换成倾斜面上的太阳总辐照量，或者将水平面上太阳总辐照度转换成倾斜面上太阳总辐照度。

在进行上述转化时，直接辐射和散射辐射所采用的方法和公式是不同的。倾斜面上太阳总辐照度I_θ由直接辐照度I_b，θ、散射辐照度I_d，θ和地面反射辐照度I_r，θ三部分组成，即

式中，I_θ为倾斜面上的太阳总辐照度（W/m²）；I_b，θ为倾斜面上直射辐照度（W/m²）；I_d，θ为倾斜面上散射辐照度（W/m²）；I_r，θ为倾斜面上地面反射辐照度（W/m²）。

通常，将太阳总辐射与地面反射辐射之差，称为“净太阳辐射”。

1.倾斜面上直射辐照度I_b，θ

I_b，θ=Rb^Ib （2-17）式中，I_b，θ为倾斜面上直射辐照度（W/m²）；I_b为水平面上直射辐照度（W/m²）；R_b为倾斜面上直射辐照度与水平面上直射辐照度的比值。

通过几何关系和三角函数的推导，可得到R_b的计算表达式为

通常，将太阳总辐射与地面反射辐射之差，称为“净太阳辐射”。

1.倾斜面上直射辐照度I_b，θ

通过几何关系和三角函数的推导，可得到R_b的计算表达式为

式中，θ_T为太阳直射辐射入射角；α_s为太阳高度角。

太阳直射辐射入射角θ_T和太阳高度角α_s可通过计算得到。在计算中，要涉及当地地理纬度φ、太阳赤纬δ、时角ω、倾斜面方位角γ_n和倾斜面倾角S等参数。

2.倾斜面上散射辐照度I_d，θ(https://www.chuimin.cn)

由于散射辐射是各向同性的，均匀的分布在半球天空中，所以倾斜面上散射辐照度可用下式进行计算：

式中，θ_T为太阳直射辐射入射角；α_s为太阳高度角。

2.倾斜面上散射辐照度I_d，θ

由于散射辐射是各向同性的，均匀的分布在半球天空中，所以倾斜面上散射辐照度可用下式进行计算：

式中，I_d，θ为倾斜面上散射辐照度（W/m²）；I_d为水平面上散射辐照度（W/m²）；S为倾斜面倾角。

3.地面反射辐照度I_r，θ

地面反射辐射也可认为是各向同性的，所以倾斜面上地面反射辐照度可用下式计算：

式中，I_d，θ为倾斜面上散射辐照度（W/m²）；I_d为水平面上散射辐照度（W/m²）；S为倾斜面倾角。

3.地面反射辐照度I_r，θ

地面反射辐射也可认为是各向同性的，所以倾斜面上地面反射辐照度可用下式计算：

式中，I_r，θ为地面反射辐照度（W/m²）；ρ_G为地面反射比，一般工程计算中，取平均值0.2；若有雪地覆盖时，取值0.7。