太阳能热水器工程系统中-太阳相对地球的位置与太阳角

发布时间:2020-11-01 09:28  
在太阳能热水器工程系统中,我们要考虑到的东西很多,在做方案的时候,我们还要把赤道坐标系太阳相对地球的位置与太阳角也要考虑进去,到时让客户了解是怎么回事。而对于太阳相对地球的位置与太阳角中,我们还要注意赤纬角与时角ω。
赤道坐标系是人在地球以外的宇宙空间 里,看太阳相对于地球的位S,这时太阳相 对于地球的位置是相对于赤道平面而言,用 赤纬角和时角这两个坐标表示,如图1-4。相对于赤道平面,太阳与地球间的任何夹角 都是与赤道平面的夹角,可以将地球压缩成 一个赤道面来看待,因而世界各地都具有相同的赤纬角,跟所在的地区无关,只跟一年中的某月某日有关。世界上不同的地区,只要 日期相同,赤纬角就相同;日期不同,则赤纬角不同。


(1)赤纬角    δ太阳中心S与地球中心O的连线,即太阳光线在地球表面直射点A 与地球中心O的连线AO与连线在赤道平面上的投影OQ间的夹角称为太阳赤纬角(或称 太阳赤纬)。它描述地球以一定的倾斜度绕太阳公转而引起二者相对位置的变化。由于地 球在公转的同时,其自转轴与黄道平面(即轨道平面)之间保持66°33'的夹角,因而使赤 纬在一年中的各个日子里都具有不同的数值。即在一年中,太阳光线在地球表面上的垂直 照射点的位置在南回归线、赤道和北回归线之间往复移动,使该直射点与地心连线在赤道 面上的夹角也随之重复变化。
赤纬在一年中的变化用下式计箅:
或           

式中石δ--一年中第n天或离春分第d天的赤纬,春分和秋分日δ= 0,冬至日δ=-23. 50,夏至日 5=23. 50; d—由春分日算起的第d天; n—一年中的日期序号。
图1-5为太阳赤纬变化曲线,表1-3为太阳赤纬与日期对照表,可从曲线图或表格中 直接査找赤纬值。

(2) 时角ω  时角描述因地球自转而引 起的日-地相对位置的变化,如无自转,则 不存在时角。图1-4中,地面上任意一点P 与地心连线OP在赤道平面上投影与当地12点钟的日-地中心连线在赤道平面上投影OQ之间的夹角ω(即QB弧对应的圆心角)为时角。地球自转一周为360°,对应的时间为24h,故每小时对应的时角为15°,从 正午算起,上午为负,下午为正,数值等于离正午的时间(小时)乘以15。日出、日落时的时角最大,正午时为零。
表1-3太阳赤纬δ (°)与曰期对照表

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