Saules meteoroloģiskā konstante Latvijā

Viss, kas saistīts ar Saules sistēmu

Saules meteoroloģiskā konstante Latvijā

Postby bluminsb9 » 12 May 2010, 19:48

Saules konstante uz planētas Zeme. Saules starojums krīt perpendikulāri 1m2 lielai virsmai. Ja šī virsma atrodas ārpus Zemes atmosfēras, tad tā saņem 1.37 kW. Ja šī virsma atrodas iekšpus Zemes atmosfēras jūras līmenī, tad maksimālā Saules enerģijas vērtība, ko tā var saņemt, ir 0.8 - 1.0 kW. Ja debesis būs dūmakainas vai mākoņainas, tad šī enerģija būs vēl mazāka. Bet nu teiksim var veikt novērojumus vairāku gadu garumā un izrēķināt, kāda būs šīs meteoroloģiskās Saules konstantes vidējā vērtība konkrētai vietai, piemēram, Latvijai.

Ja mēs Latvijā pagriežam perpendikulāri Saulei 1m2 lielu virsmu gaišā dienas laikā, cik liela būs vidējā enerģija, ko saņems mūsu virsma? Vai kāds no jums zin, kur var dabūt šadu informāciju? Man tā ļoti ir vajadzīga šajā brīdī. Citādi man nāksies izmantot 0.8 kW vērtību. Bet ar to mans Saules bateriju modeļaprēķins uzrādīs enerģijas daudzumu, kuru es diezin vai kaut kad iegūšu.

Esmu atradis vienu it kā noderīgu bildi, bet man tagad liekas, ka šī bilde man tomēr neder, jo pēc apraksta izskatās, ka šī 1m2 virsma neatrodas vienmēr perpendikulāri Saulei. http://en.wikipedia.org/wiki/File:EU-Gl ... tation.png Ja es esmu nepareizi sapratis šo bildi, tad lūdzu labojiet mani.

Jānis Blūms
bluminsb9
Miglājs
Miglājs
 
Posts: 38
Joined: 02 Apr 2009, 18:20
Location: Rīga

Re: Saules meteoroloģiskā konstante Latvijā

Postby cydonia » 13 May 2010, 09:15

hm. manuprāt, (neskaitot atmosfēras traucējumus) tas ir atkarīgs tikai un vienīgi no saules augstuma virs horizonta konkrētā brīdī. ar elementāro trigonometriju vari izrēķināt, piemēram, dienas vidū jāņos, vai ziemassvētkos, vai 5 vakārā 1.septembrī. ja runa par plakanu kvadrātmetru paralēli zemes virsmai.

piemēram
90°=1.00 m2
60°=0.86 m2
45°=0.70 m2
30°=0.50 m2
...
īstenībā, vienkāršs leņķa sīnuss (reiz tava hipotenūza (1m))

ja domā par kādām nebūt saules bačām. tās nemēdz vienkārši nomest uz zemes. tās cenšas novietot ar optimālu slīpumu pret sauli, un ja riktīgi advancēti, tad griezt saulei līdzi, tā lai tavs kvadrātmetrs vienmēr būtu kvadrātmetrs. tiesa, jo saule zemāk, jo atmosfēras slānis biezāks, jo lielāki zaudējumi.

ps. neesmu dzirdējis par saules meteoroloģisko konstanti.
Only two things are infinite, the universe and human stupidity, and I'm not sure about the universe. - (c) Albert Einstein
cydonia
Milzis
Milzis
 
Posts: 498
Joined: 05 Nov 2008, 13:27

Re: Saules meteoroloģiskā konstante Latvijā

Postby asgard » 13 May 2010, 13:21

Man liekas ka svarīgāk būtu dabūt zināt vidējo mākoņaino un saulaino dienu skaitu konkrētajā vietā jeb vidējo kopējo saules spīdēšanas ilgumu. Tas būs nozīmīgāks faktors par saules augstumu virs horizonta, jo ja saules baterijas nav pakļautas tiešam apgaismojumam tad to saražotās enerģijas apjoms būtiski kritīsies.
User avatar
asgard
Brūnais punduris
Brūnais punduris
 
Posts: 175
Joined: 14 Nov 2008, 01:40

Re: Saules meteoroloģiskā konstante Latvijā

Postby Reist » 19 May 2010, 08:38

Nav dzirdēts, ka kāds tādu karti globāli veidotu :(
Meade LX200ACF 16" + NTM 500
Celestron Nexstar 11" GPS XLT
Canon 40D
User avatar
Reist
Foruma uzraugs
Foruma uzraugs
 
Posts: 30
Joined: 03 Sep 2008, 18:07
Location: Latvija

Re: Saules meteoroloģiskā konstante Latvijā

Postby bluminsb9 » 09 Jun 2010, 22:09

Kā novērtēt to Saules starojuma enerģijas daudzumu, ko saņem slīpais mājas jumts gada laikā? (8.06.2010)

Ja es izveidoju plakanu virsmu, kas vērsta zināmā konstantā virzienā, zināmā pasaules vietā. Man ir nepieciešams novērtēt to Saules starojuma enerģijas maksimālo daudzumu, ko šī virsma spēs saņemt kādā konkrētā laika periodā.
Vai ir kāda programma vai algoritms, kas var veikt šo novērtējumu?

Aktuālā problēma.
Gribu noskaidrot, cik daudz enerģijas es varēšu iegūt gada laikā, ja noklāšu mājas slīpo jumtu vai nu ar Saules baterijām, vai nu ar Saules kolektoriem.

Galvenā problēma ir tā, ka Saule visu laiku skraida pa debesīm, un leņķis, kādā krīt starojums uz statisku virsmu, visu laiku mainās. Būtu labi atrast vienādojumu, kurš izsaka Saules starojuma enerģiju uz virsmas atkarībā no laika un virsmas orientācijas. Un tad nointegrēt, piemēram, no janvāra pirmās dienas līdz decembra pēdējai dienai.

Vai ir kāds, kas var man kaut kā palīdzēt?

Paldies jums iepriekš.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Kāda jēga manam algoritmam, ja visu to var izrēķināt online programma? Un šo programmu es atradu tad, kad biju jau gandrīz visu izrēķinājis. Un šīs programmas sniegtais rezultāts atšķiras no manējā mazāk par 10%. Ak jā, man būs papīrs, ka esmu MASTER, un tad cilvēki uz manīm klausīsies savādāk.

Atrisinājums (izgriezums no mana maģistra darba secinājumiem):

7.2. Saules enerģija, ko saņem LU Cietvielu fizikas institūta DR jumts gada laikā

Izveidojot visai paviršu teorētisko modeli, tika novērtēts institūta DR jumta Saules enerģijas potenciāls. Lai to izdarītu, tika izveidots skaitlisks modelis:
1. Ar astronomisku programmu „Alcyone Ephemeris 4” tika uzģenerētas Saules horizontālās koordinātas (φf un λf) visam gadam ar laika soli 1 minūte.
2. Zinot DR jumta normāles horizontālās koordinātas (φS un λS), 1.punktā iegūtā atkarība, izmantojot Vincenta formulu 6-4, tika pārrēķināta Saules gaismas krišanas leņķa ∆σ pret jumta plakni atkarību no laika.
3. Nointegrējot leņķa ∆σ atkarību no laika un pareizinot ar Saules konstanti (1369 W/m2), iegūst Saules enerģijas potenciālu DR jumtam, ja Zemei nebūtu atmosfēras.
4. Pareizinot šo potenciālu ar koeficientu (saulainu stundu skaits / dienas gaismas stundu skaits = 0,405 [Rīgai]), iegūst reālo Saules enerģijas potenciālu DR jumtam.
Šādā veidā institūta DR jumtam izrēķinātais Saules enerģijas potenciāls ir 1,068075 (GWh) gadā.

Avotā (6) tiešsaistes režīmā ir pieejama programma, kas spēj izrēķināt Saules enerģijas potenciālu jebkurai plakanai virsmai, ja ir zināms virziens, kurā šī virsma vērsta un šīs virsmas atrašanās vieta Eiropā. Pie tam šī programma diezgan nopietni ņem vērā dažādus meteoroloģiskos apstākļus, kas ietekmē šo potenciālu. Vēl šajā pašā avotā iespējams iegūt dažādas kartes, kurās ir attēlota Saules enerģijas potenciāla un dažu citu parametru sadalījums Eiropas valstīs. Tā ir visai noderīga informācija, lai varētu novērtēt Saules enerģijas iespējas konkrētā Eiropas vietā.

7.3. Elektriskā enerģija, ko ražos Saules baterijas, ja ar tām noklāt LU Cietvielu fizikas institūta jumtu

Zinot Saules enerģijas transformācijas lietderības koeficientu un koeficientu, kas raksturo papildus zudumus sistēmā, izmantojot 6-12 formulu var atrast elektriskās enerģijas daudzumu, kas tiks iegūts, ja institūta DR jumtu noklāt ar Saules baterijām. Un šis enerģijas daudzums ir 111,348 (MWh) gadā. Zinot elektrības un Saules bateriju cenu, var izrēķināt, ka 25 gadu laikā uzstādītās Saules baterijas atmaksāsies, labākajā gadījumā, tikai uz pusi. Izmantojot 2009.gadā institūtā patērētās elektroenerģijas daudzumu, var prognozēt, ka DR jumta noklāšana ar Saules baterijām nodrošinās 24% no visas institūtam nepieciešamās elektroenerģijas.

7.4. Siltumenerģija, ko ražos Saules kolektori, ja ar tiem noklāt LU Cietvielu fizikas institūta DR jumtu

Siltumenerģijas daudzums, ko var iegūt ar Saules kolektoriem, ir ļoti atkarīgs gan no kolektoru konstrukcijas, gan no siltumapmaiņas sistēmas konstrukcijas. Lai pavirši novērtētu konkrētas kolektora un siltumapmaiņas sistēmas kopējo potenciālu, var izmantot aptuveno kolektora lietderības koeficientu. Šajā nolūkā enerģijas daudzumu, ko uztver ūdens, var izmērīt. Enerģijas daudzumu, ko uztver kolektora virsma no Saules, arī var izmērīt. Izdalot saražoto enerģijas daudzumu ar ienākušās enerģijas daudzumu, var aptuveni novērtēt kolektora lietderības koeficientu. Manam kolēģim Rīgā, citā vietā, ir uzstādīti labi Saules kolektori. Ir arī izmērīts siltumenerģijas daudzums, ko tie ražo gada laikā. Siltuma daudzumu, ko tie saņem no Saules, var izrēķināt ar manu „MS Excel” sagatavi. Šādā veidā tika iegūts kolektoru sistēmas lietderības koeficients, kas ir 60%. Zinot šo koeficientu un Saules enerģijas daudzumu, ko saņem institūta DR jumts gada laikā, var noteikt siltuma daudzumu, ko saražos šāda sistēma, ja to uzstādīt pie mums, un šis siltuma daudzums ir 637,641 (MWh). Izmantojot 2009.gadā institūtā patērētās siltumenerģijas daudzumu, var prognozēt, ka DR jumta noklāšana ar Saules kolektoriem nodrošinās 76% no visas institūtam nepieciešamās siltumenerģijas. Reāli šie procenti būs daudz mazāki, jo par cik ziemā Saules kolektori ir neizmantojami, tad rodas jautājums par šīs siltumenerģijas uzglabāšanu, lai to varētu izmantot arī ziemā. Bet uzglabāšanas procesā radīsies enerģijas zudumi (ūdens lēni dziest, pat ja tas atrodas termosā).
Gandrīz visi iegūtie rezultāti, izņemot ar „MS Excel” sagatavi iegūtos rezultātus, sniedz visai paviršu novērtējumu par enerģijas daudzumu, ko iespējams iegūt ar Saules baterijām un Saules kolektoriem. Tā iemesla pēc, ka ir daudzi vairāk vai mazāk prognozējami apstākļi, kas atstāj nopietnu ietekmi uz šiem rezultātiem. Neskatoties uz to, ka „MS Excel” sagataves izveidošanai aizgāja daudzas dienas, jāatzīst, ka tās lietošana ir diezgan vienkārša un samērā viegli ir novērtēt Saules enerģijas potenciālu gadījumam, kad nav atmosfēras.

Avots (6): http://sunbird.jrc.it/pvgis/

-----------------------------------------------------------------------------------------------------

Šis teorētiskais modelis ir bērnu spēlīte. Ja jūs man jautātu, cik enerģijas saņems jūsu Saules baterijas gada laikā? Es jums ieteiktu uzstādīt mazu Saules bateriju ar elektroenerģijas skaitītāju, likt tai 1 gadu darboties un nolasīt no skaitītāja, cik daudz kWh gadā jūs esat ieguvuši.

Žūrijai ļoti nepatika, ka es pastāstīju par šo (6 avotu), un man tika pateikts, ka šādas lietas nav pieņemts stāstīt. Skaidrs - zinātniekiem ļoti patīk, kad viņiem stāsta (kar makaronus uz ausīm) par to, cik tavs pētījums ir ģeniāls. Izrādās lieta tāda, ka par savu zinātnisko darbu pieņemts stāstīt tikai labas lietas. Un kārtējais pamatojums tam, ka zinātniekiem nevajadzētu akli uzticēties.

Man tikai tagad sāk likties, ka manā aprēķinā ir kļūda. Un ne darba recenzents, ne žūrija to nav pamanījusi. Bet ja ņem vērā šo kļūdu, tad mans iegūtais rezultāts atšķiras no (6) avotā iegūtās vērtības vēl vairāk (mans iegūtais rezultāts kļūst pārāk mazs). Zināms, ka (6) avotā tiek ņemta vērā debesīs izkliedētā gaisma. Manā aprēķinā tā netiek ņemta vērā. Laikam, tas arī ir izskaidrojums, kāpēc ņemot vērā manu kļūdu, iegūst pārāk mazu rezultātu. Kāda ir šī mana kļūda? Izdomājiet paši.

Jānis Blūms
bluminsb9
Miglājs
Miglājs
 
Posts: 38
Joined: 02 Apr 2009, 18:20
Location: Rīga

Re: Saules meteoroloģiskā konstante Latvijā

Postby bluminsb9 » 10 Jun 2010, 17:36

Ja kādam no jums nepieciešams kaut ko tādu veikt, iesaku labāk izmantot online rīku, lai noteiktu, cik daudz enerģijas varētu iegūt no savām Saules baterijām:
http://sunbird.jrc.it/pvgis/
Jāspiež sadaļa "
Interactive access to solar resource and photovoltaic potential:" un tur var visu izrēķināt, ņemot vērā arī meteoroloģiskos faktorus.

Vai tā ir astronomija, vai fizika - es nezinu. Man liekas, ka te ir iesaistītas abas.

Paldies jums visiem par sadarbību. Es zinu, ka jūs tiešām vēlējāties man palīdzēt. Un jūsu ieteikumi zināmā mērā nospēlēja kaut kādu lomu visa mana darba izstrādē. Jūs esat labi. Paldies! =)
bluminsb9
Miglājs
Miglājs
 
Posts: 38
Joined: 02 Apr 2009, 18:20
Location: Rīga


Return to Saules sistēma

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 guests

cron