Фотоенергетиканинг физикавий механизимини ўрганиш

1-Қуёш, 2-Ер юзаси, 3- Қабул қилгич майдон, 4- булут, аэрозоль, чанг.

Бу фикрларни исботини 7-расмда келтирилган чизма, яъни Ерда А (координаталари φ⁰_А – шимолий кенглик, град., ѱ⁰_{А –} шарқий узунлик, град.) нуқтада жанубга нисбатан қияланган ихтиёрий ориентацияланган ясси қабул қилгич майдончада кўриш мумкин.

7-расмнинг шартли белгиланишлари: S – бурчак остида жанубга қияланган ихтиёрий ориентацияланган F ясси қабул қилгич майдонча жойлашган. Ердаги А (φ⁰, ѱ⁰) нуқтадаги горизонтал майдонча, ОО – F ва S текисликларнинг кесишиш чизиғи, AD ва AD ; AC ва AC ; АЕ AB G-Қуёш; AН ва АН чизиқ AG нинг S даги проекцияси бўлади.


7-расм. Ерда ясси қабул қилгич майдоннинг Қуёшга нисбатан геометрияси

R_пр(t) га нисбатан F қабул қилгич майдонча учун қуйидаги бурчакларни билиш ўта муҳимдир. Θ⁰-GA ва F га перпендикуляр ўртасидаги бурчакка тенг бўлган Қуёш тушиш бурчаги; (γ⁰=0 бўлса майдонча жанубга қатъий ориентацияланган бўлади, γ⁰ 0, яъни ,-90⁰ ≤γ⁰ 0 бўлса ғарб томонга ориентацияланган бўлади). α⁰-Горизонтга нисбатан Қуёшнинг баландлик бурчаги, а⁰ – Қуёшнинг азимути ёки GA проекцияси ва жануб йуналиши орасидаги бурчак, α⁰ ва γ⁰ бир бири билан мос тушиши мумкин. Θ_z – Қуёш ёки ҚН нинг зенит бурчаги.

8-расмда горизонтал ) ва қабул қилгичнинг қияланган ) ҳолатлари учун Θ⁰ ва Θ⁰_z ўртасидаги муносабат келтирилган. Маълумки, қачонки бўлса Θ⁰ ва Θ⁰_z бир бирига тенг бўлади, яъни Θ⁰=Θ⁰_z.



а) б)
8-расм. Θ⁰ ва Θ⁰_z нинг ўзаро муносабати

8-расмда шундай шарт қабул қилинганки, Қуёшнинг баландлиги иккала а ва б ҳолатлар учун бир хил, яъни α⁰₁= α⁰_2. Аммо қабул қилгич майдончага тушаётган қуёш энергиясининг миқдори R (t) (9-формула) ҳар хилдир.

(t) (9)

Аниқки, бу ҳолат учун R (t) нинг қиймати а ҳолатга нисбатан каттадир. Умуман олганда, кўпгина ҳолларда қабул қилгич майдончага тушаётган тўғри йуналган ҚН тушуви Θ⁰ (t) қиймати билан аниқланади.

Ҳисоб даври Т=t_k-t₀ (яъни (β⁰(t) = β⁰, ϒ⁰(t)≠ϒ) ҳисобига ва β⁰≠0, ϒ⁰≠0 эга бўлган доимий вақт давомида А (φ⁰, ѱ⁰) нуқтада қабул қилгич майдончанинг Ер ўқи атрофида ва Қуёш атрофида орбита бўйлаб Ернинг текис ҳаракатланиш шароити учун исталган вақт моментида t назарий ҳисоблаб топиш мумкин.


(10)
(10) тенгламани бир қанча тригонометрик ўзгартиришлардан сўнг қўйидагича тасвирлаш мумкин:
(11)
бу ерда .
Қуёшга нисбатан қабул қилгич майдончанинг жойлашишининг баъзи характерли ҳолатлари учун (10), (11) формулаларни содда кўринишга келтириш мумкин:
Қабул қилгич майдончанинг горизонтал ҳолатда жойлашиши, яъни β⁰=0:
(12)
Қабул қилгич майдонча Ер юзасига перпендикуляр жойлашган бўлса, яъни β⁰=90⁰:
(13)
Қабул қилгич майдонча Ер юзасида жанубга қатъий қияланган бўлса, яъни β⁰>0 ва ϒ⁰=0:
(14)
Юқорида кўрсатилган ҳамма формулалар учун ҳисоби учун иккита ўзига хос бўлган параметр қатнашмоқда: -мос равишда Қуёшнинг оғиш ва соат бурчаги ҳисобланади.
Ерда қабул қилгич майдончага тушаётган ҚН тушувига кучли таъсир этадиган ва жорий вақт моменти t ёки вақт интервали Δ t учун Қуёшга нисбатан Ер шарининг ўзаро жойлашишини ҳисобга олиб бу параметрларни ҳисоблаш усулларини кўриб чиқамиз.


9-расм. Қуёш атрофида Ернинг айланиш схемаси.Ер юзасидаги ўрта чизиқ – экватор

9-10 расмларда мосравишда йил давомида Қуёш атрофида Ернинг айланиш схемаси ва йилнинг ҳар хил суткаларида Ер юзасининг Қуёш нурланиши билан ёритилиш схемаси тасвирланган.

10-расм. Йилнинг ҳар хил вақтларида

Ер юзасининг Қуёш нурланиши билан ёритилиш схемаси. 0⁰; ±23,45⁰; ±66,55⁰ кенгликлар қайд этилган. Қуёш оғиш бурчаги δ ўзгариши кўринарли тарзда келтирилган. ҚН оқими стрелкалар билан кўрсатилган.

Маълумки, Ер шари а=0,033 га тенг эксцентриситетга эга бўлиб Қуёш атрофида эллиптик орбита бўйлаб ҳаракатланади. Бунда шартли равишда Ер ўқининг қиялик йуналиши фазода қатъий равишда Қуёш атрофида ҳаракатланаётган Ер текислигининг нормалига 23⁰ 27 =23,45⁰ бурчак остида жойлашади. Бу ҳолатда Қуёшга тўғри йуналган чизиқ ва Ер экватори текислиги (Экваториал текислик) орасидаги бурчак Қуёшнинг оғиши деб аталади. У сон жиҳатдан Қуёш атрофида Ернинг айланиш текислигига ўтказилган нормал ва Ернинг айланиш ўқи йўналиши орасидаги бурчакка тенг (10-расм). Шимолий яримшарда бурчак йил давомида 21 декабрь учун -23⁰27 дан, 21 июнь учун +23⁰27 гача, қуёшли тенг кунликлар 21 март ва 23 сентябрь учун нолга тенг бўлиб ўзгаради. нинг максимал қиймати орқали белгиланиб 23⁰45 га тенг.
Қуёшнинг оғиши берилган кун учун Купер формуласидан аниқланади:

₍₁₅₎
бу ерда n - 1 январдан бошлаб ҳисобланадиган йил кунинг тартиб номери. n - сифатида одатда йил ойлари I-ΧII учун ой куннинг ўртача ҳисоб номери олинади. 284 – 21 мартдан 31 декабргача бўлган суткалар сони; 360⁰ – бир йил ичида Қуёш атрофида Ернинг тўлиқ айланиб чиқиш қиймати.
Қуйида n ва δ учун I-ΧII ой давомида қийматлари келтирилган.
3-жадвал

n	17	47	75	105	135	198	228	258	288	318	344