حساب زاوية ارتفاع الشمس

لتمثيل موقع الشمس في السماء ، يجب أولاً تحديد نظام الإحداثيات المستخدم ، وهناك نوعان من الأنظمة الشائعة ، الأول هو نظام الإحداثيات الاستوائي والثاني هو نظام الإحداثيات الأفقي.

المفاهيم:

• خط العرض $\phi$ : -90°~90° ، الشمال العرض إيجابي.

نظام الإحداثيات الاستوائي

يستخدم نظام الإحداثيات الاستوائي مستوى الاستواء كمستوى أساسي ، ويعرف موقع الشمس بواسطة زاوية العرض الاستوائية وزاوية الوقت.

• زاوية العرض الاستوائية $\delta$ : الزاوية بين خط الأرض ومستوى الاستواء.
• زاوية الوقت $\omega$ : سالبة في الصباح وموجبة في المساء ، وتكون مساوية للوقت بعد الظهر (بالساعات) مضروبة في 15°.

تتغير زاوية العرض الاستوائية بتغير موقع المدار التفاضلي بين خط العودة الشمالي وخط العودة الجنوبي (-23.45°~23.45°):

صيغة حساب زاوية العرض الاستوائية $\delta$ كما يلي:

$$\delta =23.45sin[360\times (284+n)/365]$$

حيث n هو رقم التاريخ في السنة (1~365).

نظام الإحداثيات الأفقي

يستخدم نظام الإحداثيات الأفقي سطح الأرض الذي يتواجد فيه المراقب كمستوى أساسي. في نظام الإحداثيات الأفقي ، نستخدم زاوية الارتفاع وزاوية الاتجاه لتعريف موقع الشمس في السماء في وقت معين.

ملاحظة: يجب أن يكون لديك خيال هندسي لفهم هذا الرسم ، حيث يكون الدائرة على الورقة والشمس فوق الورقة.

• زاوية الارتفاع ${\alpha }_s$ : الزاوية بين خط الضوء الشمسي والمراقب ، وزاوية الإسقاط لهذا الخط على الأرض.
• زاوية الاتجاه ${\gamma }_s$ : الزاوية بين الإسقاط الأفقي لخط الضوء الشمسي على الأرض والخط الجنوبي الحقيقي. الاتجاه الجنوبي الحقيقي هو 0° ، القيم الموجبة تشير إلى الاتجاه الغربي ، والقيم السالبة تشير إلى الاتجاه الشرقي.

صيغة حساب زاوية الارتفاع ${\alpha }_s$ كما يلي:

$$sin{\alpha }_s=sin\phi sin\delta +cos\phi cos\delta cos\omega$$

صيغة حساب زاوية الاتجاه ${\gamma }_s$ كما يلي:

$$sin{\gamma }_s=\frac{cos\delta sin\omega }{cos\alpha }$$

$$cos{\gamma }_s=\frac{sin\alpha sin\phi -sin\alpha }{cos\alpha cos\phi }$$

الوقت القانوني والوقت الشمسي الحقيقي

الوقت القانوني هو الوقت الإداري (مثل التوقيت الصيني) ، بينما الوقت الشمسي الحقيقي يعتمد على الوقت الظهر الحقيقي في الساعة 12 ظهرًا.

على سبيل المثال ، في بكين وأورومتشي ، يكون ارتفاع الشمس في الوقت الشمسي الحقيقي في الساعة 12 ظهرًا ، بينما في الوقت القانوني ، يكون ارتفاع الشمس في أورومتشي في أعلى نقطة له (أي الظهر) حوالي الساعة 14:00.

المراجع والشكر

• معرفة المزيد عن المعرفة الجغرافية المتعلقة بأنظمة الطاقة الشمسية
• البحث عن خط العرض والطول
• حاسبة الشمس
• نقاش عن تصميم نظام تتبع الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية
• [AngleCalculations.pdf]

عنوان النص: https://wiki-power.com/ يتم حماية هذا المقال بموجب اتفاقية CC BY-NC-SA 4.0، يُرجى ذكر المصدر عند إعادة النشر.

تمت ترجمة هذه المشاركة باستخدام ChatGPT، يرجى تزويدنا بتعليقاتكم إذا كانت هناك أي حذف أو إهمال.