太阳辐射量是太阳能利用系统设计中最重要的数据。对于没有实测辐射数据的地方,一是根据邻近地区的实测值用插值法推算;二是用相对容易测量的太阳持续时间(日照百分率)或云量等数据推算。有气象台站的地方,通常是测量水平面上的总辐射,然后将它分解为相应的直射辐射和散射辐射,最后转换到处于不同方位的集热器上去。
根据给出标准晴空大气透明度的计算模型,用它求出晴天时水平面上的辐照度。
Gc,n,b=Go,nτb
式中,τb为晴天,直射辐射的大气透明度; Go,n为大气层外、垂直于辐射方向上的太阳辐照度。
水平面上的直射辐照度为:
水平面上的直射辐照度为:
Gc, b= Go,nτbcosθz
一小时内,水平面上直射辐射量为:
Ic, b = Io,nτbcosθz=3600 Gc, b
相对应的散射辐射部分计算式为:
Gc, d=Go,nτdcosθz
Ic, d= Io,nτbcosθz=3600 Gc, d
Ic, d= Io,nτbcosθz=3600 Gc, d
一小时内,水平面上的总辐射量为:
Ic=Ic,b+I.c,d
把全天各个小时的量加起来,就是晴天水平面上的总辐照量Hc,大气透明度无论是τb还是τd都是大气质量(m=1/cosθz)的函数,而天顶角θz随时间不断变化。考虑到计算精度,把时段取为一小时,并以该小时中点所对应的时角ω来计算有关的量。