1.1 Солнце, Земля, солнечная активность и то, что может пригодиться.

 
С чего начинаются расчеты в солнечной энергетике.


    Солнце, Земля, солнечная активность.

  Солнце – неплохой источник энергии. Небольшая планета ("Желтый Карлик", 1,4 млн.км. в диаметре), находится недалеко от нас (149,5 млн.км.), хорошо нагрето (15 млн.град.С), и излучает много энергии (63 млн.Ватт на квадратный метр солнечной поверхности). В течении 11-ти летнего цикла солнечной активности мощность, излучаемая Солнцем, колеблется в пределах 0,1%, а при кратковременных вспышках – до 0,3%.

  Но эти цифры нас совершенно не «греют». Полезно знать, что из всей мощности, до нас долетают только 1367 Ватт на метр квадратный. Это можно рассчитать теоретически (интенсивность излучения падает в квадратичной зависимости от расстояния), но проще посмотреть данные со спутников (пятая фотография сверху, данные с разных спутников, начиная с 1978 года).

  Здесь, стоит уточнить, что эти 1367 Ватт долетают только до верхней части атмосферы Земли. А она находится значительно выше того места, откуда сделана следующая фотография (фото с высоты 10 км.).

 

  Земля – планета Солнечной Системы, имеющая форму глобуса, изрядно сплющенного с полюсов. Средний радиус – 6370 км, поэтому, что бы объехать всю Землю по экватору, придется преодолеть около 40000 км (два пи эр или пи дэ). Делает полный оборот, вокруг своей оси, за сутки (день-ночь). Но нас будет интересовать, что ось вращения Земли отклонена от орбитальной плоскости на 23,4 градуса (зима-лето). В практическом смысле это означает, что мы можем наблюдать движение Солнца под разными углами к горизонту, в зависимости от времени года и географической широты.


  Земля, движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, которая имеет апогей (максимальное удаление) и перигей (ближе всего к Солнцу). В момент прохождения перигея, Земля, поворачивается к Солнцу Северным Полюсом. Это приводит к тому, что Северное Полушарие получает на 3,5% больше солнечной энергии, чем Южное.

    Азимут и угол места.

  Это два простых угла, которые мы можем определить при наличии компаса и желания.

  Положение любой точки, над горизонтом, мы можем описать азимутом и углом места, как на предыдущем рисунке. Конечно, они будут верны только для того места, с которого Вы наблюдаете. Но их можно пересчитать для любой точки на поверхности Земли (широко применяется при установке спутниковых антенн). Осталось ответить на вопрос, где та точка, с  которой мы наблюдаем или "Где я?"

    Широта и долгота.

  Есть разные системы координат, но нас будет интересовать та, которая широко используется в картографии и во всевозможных навигаторах (GPS). Это относительная система координат. За ноль принята точка пересечения Гринвичского меридиана (проходит недалеко от Лондона), и экватора. Сама точка находится в Атлантическом Океане, в водах Центральной Африки и я не удивлюсь, если там уже плавает «буй» с надписью – «Начинаем считать от сюда».
  К примеру Занзибар, кроме смешного названия, это город в котором родился Фреди Меркури (Freddie Mercury,“Queen”). Находится на острове Унгужда, в Индийском Океане. На вопрос – «Где это?» отвечают его координаты - 6°08′03″ Ю.Ш. 39°18′59″ В.Д. То есть, он южнее экватора на 6 Градусов, и восточнее Гринвича на 39 Градусов.  На полуострове Крым, есть город Ялта, с координатами - 44°29′58″ с.ш. 34°09′19″ в.д. Логично предположить, что город Ялта севернее экватора на 44 градуса и восточнее Лондона на 34 градуса. И это будет правильное предположение! А в Бразилии, кроме "диких обезъян", есть город мечты Остапа Бендера - Рио-Де-Жанейро. Его координаты - 22°54′30″ ю.ш. 43°11′47″ з.д.
  Могут возникнуть некоторые проблемы с английскими буквами обозначающими стороны света, но это легко разрешить. Достаточно помнить, что у «них» все "с точностью до наоборот". “S” – это не Север, а Юг и находится не на Южном Побережье Крыма, а на Южном Полюсе Земли. А “W” – это не Восток, а Запад.

    Косинус и синус.

  Воспоминания о школьном образовании были бы не полными, если бы мы не вспомнили геометрию. Большинство расчетов, которые приходится применять на практике, основаны не на знаниях «внеземных цивилизаций», а на элементарном понятии косинуса. Поэтому, освежаем в памяти, по следующему рисунку.
  Конечно, это работает только в прямоугольном треугольнике. Но радует то, что любой треугольник можно привести к двум прямоугольным треугольникам. Для этого достаточно провести «высоту» из одной из вершин.

  На этом мы заканчиваем с теорией, которая нам изрядно поднадоела еще в школе.

  Переходим к чему-нибудь практическому. О том, сколько Киловатт в Час, солнечной энергии, долетает до поверхности Земли Вы узнаете на следующей странице.



01.09.2011  SKootS

_

 
 
Make a Free Website with Yola.