Systems. Methods. Technologies 4(36) 2017

Системы Методы Технологии . В . А . Шакиров . Методика оценки … 2017 № 4 (36) с . 115-121 117 ω γ β δ + +ω γ β φ δ +ω β φ δ + +γ β φ δ −β φ δ =θ sin sin sin cos cos cos sin sin cos cos cos cos cos cos sin cos sin cos sin sin cos , (15) Рассмотрим методику расчета рассеянной солнеч - ной радиации , поступающей на наклонную поверх - ность . Могут использоваться изотропная [4] или анизо - тропные модели [13–16]. Применение изотропной мо - дели может привести к значительным отклонениям оценок от действительных [4, 13–16]. Анизотропная модель Дж . Хея может быть пред - ставлена следующими формулами [13–16]: ( )       β −+ α θ = 2 cos 1 sin cos 2 гор накл Hay Hay F F D D , (16) гор 0 гор гор S D Q F Hay − = , (17) где S 0 гор — внеатмосферная радиация , поступающая на горизонтальную поверхность , Вт / м 2 ; D гор — поток рас - сеянной солнечной энергии на горизонтальную по - верхность , Вт / м 2 ; Q гор — поток суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность , Вт / м 2 . Параметр D гор можно определить по формуле Бер - лаге [3]: ( ) α sin 3 1 орт 0 гор ⋅ − = S S D , (18) Суммарная радиация на горизонтальную поверх - ность Q гор можно определить по формуле : гор гор гор D S Q + = , (19) где S гор — прямая радиация на горизонтальную по - верхность , Вт / м 2 : α sin орт гор S S = (20) Внеатмосферная радиация , поступающая на гори - зонтальную поверхность , определяется [16]: ( ) ) δ sin φ sin 180 ) ω ω ( π ω sin ω sin δ cos φ (cos π 6312 1 2 1 2 0 гор 0 − + + − ⋅ = S , S , (21) где ω 1 , ω 2 — часовые углы Солнца в начале и конце временного интервала . Анизотропная модель Клачера может быть пред - ставлена следующими формулами [14–16]: ( ) z F F D D θ sin θ cos 1 2 β sin 1 2 β cos 3 2 3 2 гор накл ⋅ +       + = , (22) где F — модулирующая функция , учитывая покрытие неба облаками ; θ z — зенитный угол Солнца , рад : 2 гор гор 1         −= Q D F . (23) Согласно исследованиям [15], модель Дж . Хея за - нижает оценку рассеянной радиации на наклонную поверхность , но не более 7 %; модель Клачера дает завышенные оценки летом и заниженные — весной , но не более 5 % для приемных поверхностей наклоном до 60 о . Для площадок с большим уклоном погрешность моделей возрастает . Рассмотрим модель оценки отраженной радиации , поступающей на наклонную поверхность . Для расчета отраженной радиации в большинстве исследований используют изотропную модель [13, 14]: 2 ) cos 1( гор накл β − = k AQ R , (24) где A k — альбедо земной поверхности , о . е . Учет влияния облачности на поступающую сум - марную радиацию на наклонную поверхность с ис - пользованием данных метеостанций . Можно выде - лить два подхода к учету влияния облачности на ра - диацию , поступающую на наклонную поверхность . Первый из них основан на учете общей облачности , второй — на учете визуальных оценок облачности [3]. Влияние общей облачности на суммарную радиа - цию можно оценить по формуле Т . Г . Берлянд [3; 17]: )) (1)( ( накл накл накл накл . обл nbn a R D S Q + − + + = , (25) где a — коэффициент , зависящий от среды и от широ - ты местности ; b — коэффициент , который можно счи - тать постоянным и равным 0,38; n — общая облачность в долях единицы . Формула (25) дает удовлетворительно точные ре - зультаты при вычислении по ней многолетних средних для данного месяца суточных сумм радиации . Среднее отклонение вычисленных сумм от измеренных состав - ляет 8–10 % без учета знака отклонения и около 3 % с учетом знака [3]. Таким образом , метод расчета по об - щей облачности можно считать вполне применимым для определения средних месячных характеристик ра - диационного климата [3]. Оценки суммарной радиации , выполненные с уче - том только общей облачности , как правило , оказыва - ются заниженными , так как наличие на солнечном дис - ке облаков , вообще говоря , не означает прекращения притока прямой радиации [3]. Повысить точность оценки позволяет учет нижней облачности , регистра - ция которой проводится на метеостанциях СССР и России с 1929 г . В соответствии с методикой П . П . Кузьмина [3; 19]: ( ) )l n(B lA-1 Q Q − ⋅ −⋅ = накл обл . накл , (26) где A , B — эмпирические коэффициенты , характери - зующие ослабление суммарной радиации облачностью нижнего и нижнего со средним ярусов ; l — нижняя облачность , выраженная в долях единицы . Согласно исследованиям , для умеренных широт России A = 0,65, B = 0,33; для арктических широт : A = 0,62, B = 0,24 [19]. Использование формулы (26) для умеренных широт позволяет получить оценки с погрешностью до 10 % для умеренных широт и до 15 % для арктических широт . В целом учет нижней об - лачности улучшает оценки суммарной радиации [19]. Для оценки общей и нижней облачности предлага - ется использовать данные , предоставляемые интернет - ресурсами . Например , на rp5.ru представлены сведения