TRNSYS学习：黄道与赤道的天文与辐射影响

"这篇内容主要涉及TRNSYS软件在模拟太阳能系统中的应用，特别是黄道与赤道的角度关系以及太阳辐射的相关知识。" 在TRNSYS中，物理模型的构建通常包括辐射过程、吸热过程、散热损失和热量输出等关键环节。日地关系的理解对于太阳能系统的模拟至关重要。地球与太阳的距离约为1.5*10^8公里，而太阳的直径为1.39*10^6公里，地球直径为12700公里。太阳光以平行光的形式照射地球，但由于地球自转轴与公转轴存在23.5度的偏转角，形成了黄道与赤道的夹角，这决定了不同地理位置接收到的太阳辐射量的变化。 太阳辐射光谱中，X射线和超短波辐射在地球电离层被吸收，大部分紫外线被臭氧层吸收。长波辐射（超过2.5微米）在大气层外辐射较低，且易被H2O和CO2吸收。因此，我们关注的可利用太阳辐射主要集中在0.29至2.5微米的波段。 辐射光谱的标准曲线展示了不同波长的辐射能量分布。太阳常数，即在平均日地距离时，地球大气层外垂直于太阳辐射的表面上，单位面积单位时间内接受的太阳辐射能量，世界气象组织1981年定义的数值为1368 W/m²。 太阳辐射到达地球表面时会受到多种因素的影响而衰减，如日地距离的变化、大气散射以及大气中O2、O3、H2O和CO2对辐射的吸收。其中，散射主要是由大气中的空气分子、水蒸汽和灰尘引起，特别是臭氧对紫外辐射和水蒸气对红外辐射的吸收。 集热平面拦截辐射的概念在太阳能系统设计中尤为关键。它描述了太阳相对于特定方位平面的位置，包括太阳投射角和纬度等因素，影响了集热器捕捉和转化太阳能量的效率。在不同的地理位置和时间，集热平面的设置必须考虑到这些因素，以便最大限度地收集太阳直射辐射。 TRNSYS的学习不仅涉及软件操作，还涵盖深厚的天文、物理和环境科学知识，特别是地球与太阳的相对位置、太阳辐射的性质及其在大气中的传输过程。理解这些知识点对于设计和优化太阳能系统至关重要。