Úhel solárního azimutu - Solar azimuth angle

The úhel solárního azimutu je azimut úhel Pozice Slunce.^[1]^[2]^[3] Tento vodorovná souřadnice definuje slunce je relativní směr podél místní horizont, zatímco sluneční zenitový úhel (nebo jeho doplňkový úhel sluneční nadmořská výška ) definuje zjevení Slunce nadmořská výška.

Existuje několik konvencí pro sluneční azimut; tradičně je však definován jako úhel mezi řádky jižní a stín vrhaný svislou tyčí Země. Tato konvence uvádí, že úhel je kladný, pokud je stín východní na jih a negativní, pokud je Západ jihu.^[1]^[2] Například na východ bude 90 ° a na západ bude -90 °. Další konvence je naopak; má také počátek přímo na jih, ale měří úhly ve směru hodinových ručiček, takže pravý východ je nyní záporný a západ nyní kladný.^[3]

Navzdory tradici je však nejčastěji přijímanou konvencí pro analýzu sluneční záření, např. pro solární energie aplikací, je ve směru hodinových ručiček od splatnosti severní, takže východ má 90 °, jih 180 ° a západ 270 °. Tuto definici používá NREL v jejich solárních kalkulačkách polohy^[4] a je také konvencí používanou v vzorce zde prezentovány. Nicméně, Landsat fotografie a další USGS produkty, přičemž rovněž definují azimutální úhly vzhledem k severu, jsou protive směru hodinových ručiček úhly jako záporné.^[5]

Vzorce

Následující vzorce předpokládají konvenci na sever ve směru hodinových ručiček. Úhel slunečního azimutu lze vypočítat na dobrou aproximaci pomocí následujícího vzorce, ale úhly je třeba interpretovat opatrně, protože inverzní sinus, tj. $X = hřích -1 y$ nebo $X = arcsin y$ , má několik řešení, pouze jedno z nich bude správné.

{ displaystyle sin phi _ { mathrm {s}} = { frac {- sin h cos delta} { sin theta _ { mathrm {s}}}}.}

Následující vzorce lze také použít k aproximaci úhlu slunečního azimutu, ale tyto vzorce používají kosinus, takže úhel azimutu, jak je znázorněn kalkulačkou, bude vždy kladný a měl by být interpretován jako úhel mezi nulou a 180 stupni, když úhel hodin , $h$ , je záporný (ráno) a úhel mezi 180 a 360 stupni, když je hodinový úhel, $h$ , je pozitivní (odpoledne). (Tyto dva vzorce jsou ekvivalentní, pokud předpokládáme „sluneční elevační úhel "aproximační vzorec).^[2]^[3]^[4]

{ displaystyle { begin {aligned} cos phi _ { mathrm {s}} & = { frac { sin delta cos Phi - cos h cos delta sin Phi} { sin theta _ { mathrm {s}}}} [5pt] cos phi _ { mathrm {s}} & = { frac { sin delta - cos theta _ { mathrm { s}} sin Phi} { sin theta _ { mathrm {s}} cos Phi}}. end {zarovnáno}}}

Takže prakticky řečeno, azimut kompasu, což je praktická hodnota používaná všude (například v leteckých společnostech jako tzv. Kurz) na kompasu (kde je sever 0 stupňů, východ 90 stupňů, jih 180 stupňů a západ 270 stupňů) lze vypočítat jako

{ displaystyle { text {kompas}} phi _ { mathrm {s}} = 360- phi _ { mathrm {s}}.}

Vzorce používají následující terminologii:

${ displaystyle phi _ { mathrm {s}}}$ je úhel slunečního azimutu
${ displaystyle theta _ { mathrm {s}}}$ je sluneční zenitový úhel
${ displaystyle h}$ je hodinový úhel, v místním sluneční čas
${ displaystyle delta}$ je aktuální sluneční skloňování
${ displaystyle Phi}$ je místní zeměpisná šířka

Viz také

Reference

^ ^A ^b Sukhatme, S. P. (2008). Solární energie: Zásady sběru a skladování tepla (3. vyd.). Tata McGraw-Hill Education. p. 84. ISBN 978-0070260641.
^ ^A ^b ^C Seinfeld, John H .; Pandis, Spyros N. (2006). Atmosférická chemie a fyzika, od znečištění ovzduší po změnu klimatu (2. vyd.). Wiley. p. 130. ISBN 978-0-471-72018-8.
^ ^A ^b ^C Duffie, John A .; Beckman, William A. (2013). Solární inženýrství tepelných procesů (4. vydání). Wiley. 13, 15, 20. ISBN 978-0-470-87366-3.
^ ^A ^b Reda, I., Andreas, A. (2004). "Algoritmus solární polohy pro aplikace slunečního záření". Solární energie. 76 (5): 577–89. Bibcode:2004SoEn ... 76..577R. doi:10.1016 / j.solener.2003.12.003. ISSN 0038-092X.
^ "Sun Azimuth". Datový slovník Landsat. USGS.

externí odkazy

Kalkulačky solární polohy od National Renewable Energy Laboratory (NREL)
Algoritmus solární polohy pro aplikace slunečního záření (NREL)
Sešit aplikace Excel s funkcemi VBA pro sluneční azimut, sluneční výšku, svítání, východ slunce, sluneční poledne, západ slunce a soumrak, do Greg Pelletier, přeloženo z online kalkulaček NOAA pro sluneční poloha a východ slunce západ slunce
Sešit aplikace Excel s kalkulačkou časových řad sluneční polohy a slunečního záření, do Greg Pelletier
Kalkulačka polohy slunce Bezplatný online nástroj pro odhad polohy slunce pomocí tří různých algoritmů.
PVCDROM Azimuth Angle - online materiál týkající se fotovoltaiky od UNSW, ASU, NSF a kol.

[sukhatme-1] A ^b Sukhatme, S. P. (2008). Solární energie: Zásady sběru a skladování tepla (3. vyd.). Tata McGraw-Hill Education. p. 84. ISBN 978-0070260641.

[Seinfeld_and_Pandis-2] A ^b ^C Seinfeld, John H .; Pandis, Spyros N. (2006). Atmosférická chemie a fyzika, od znečištění ovzduší po změnu klimatu (2. vyd.). Wiley. p. 130. ISBN 978-0-471-72018-8.

[Duffie-3] A ^b ^C Duffie, John A .; Beckman, William A. (2013). Solární inženýrství tepelných procesů (4. vydání). Wiley. 13, 15, 20. ISBN 978-0-470-87366-3.

[SPA-4] A ^b Reda, I., Andreas, A. (2004). "Algoritmus solární polohy pro aplikace slunečního záření". Solární energie. 76 (5): 577–89. Bibcode:2004SoEn ... 76..577R. doi:10.1016 / j.solener.2003.12.003. ISSN 0038-092X.

[5] "Sun Azimuth". Datový slovník Landsat. USGS.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]