Общие вопросы испытаний технических систем на воздействие солнечного излучения, страница 11

                                          (П1.7.)

где α_λ - коэффициент поглощения отдельными составляющими атмосферы в узком спектральном интервале. При этом пропускание атмосферы с учетом аэрозольного рассеяния рассчитывалось не по уравнению (П1.1.), а по формуле

                        (П1.8.)

На рисунке П1.4. приведено тоже спектральное распределение с указанием областей поглощения обусловленных определенными веществами.

Используя эти спектры наземного солнечного излучения, а также другие, как расчетные, так и экспериментальные, можно оценить эффективность использования солнечных элементов из различных полупроводниковых материалов в разнообразных климатических и географических условиях. Однако следует учитывать, что солнечные элементы, работающие без концентраторов излучения, преобразуют в электроэнергию не только прямое, но и диффузное солнечное излучение, в том числе ту его часть, которая определяется молекулярным рэлеевским и аэрозольным рассеянием атмосферы. Диффузная составляющая излучения неба может быть весьма значительной даже в ясные дни (рисунок П1.5.).

Количество солнечного излучения, поступающего к поверхности Земли в определенном географическом районе, называют инсоляцией. Инсоляция зависит от широты местности и местного климата, уровня загрязнения воздуха изменяется также с сезонными колебаниями расстояния от Земли до Солнца, зависит от атмосферной массы. Инсоляцию обычно выражают средними значениями количеств, солнечного излучения за год (или несколько лет), месяц день или за небольшие промежутки времени в течение одного типичного дня. Как правило, этой информации не хватает для выбора параметров солнечной батареи. При проектировании батарей необходимо знать вероятный ход изменения погодных условий в местности, где предполагается ее работа, для чего необходим анализ состояния погоды за 10…50 лет, а, возможно, даже и за более длительное время. На сегодняшний день еще недостаточно сведений по инсоляции для проектирования солнечных батарей оптимального размера и, следовательно, наименьше стоимости. Фотоэлектрические системы должны разрабатываться одновременно с устройствами аккумулирования энергии, при этом необходимо учитывать наиболее неблагоприятное сочетание мощности нагрузки, интенсивность излучения и погодных условий. Однако в настоящее время еще не хватает статистических данных по инсоляции, чтобы проектирование систем вести на основе такого принципа, поэтому конструктору приходится подбирать по своему усмотрению и с некоторым риском параметры батареи, чтобы обеспечить требования технических условий.

Сейчас предпринимаются шаги по расширению работы существующей сети метеостанций, на которых регистрируется инсоляция. В большинстве случаев на этих станциях записывается только суммарный поток солнечного излучения, падающий на горизонтальную поверхность, для чего применяются широкополосные радиометры. Прямой поток излучения определяют путем непосредственных измерений довольно редко, обычно его вычисляют по результатам измерения рассеянного излучения неба. Сведения по инсоляции, которые широко используются в настоящее время, собраны "Службой данных по окружающей среде Национального климатического центра при Национальной администрации по океану и атмосфере" (NOAA) Министерства торговли США (г. Ашвилл, шт. Северная Каролина). Анализ собранного материала позволил разработать основные аэрокосмические данные по инсоляции, которыми располагает корпорация Aerospace Corporation, El Segundo, шт. Калифорния.

Из этих данных выведены сведения о среднемесячной и среднегодичной инсоляции за 1962 и 1963 гг. для шести вариантов расположения приемной площадки. Изменение среднемесячной инсоляции на одной из самых низких станций и на станции, занимающей третье или четвертое место по высоте, показано на рисунках П1.6. и П1.7.