太阳能电池板对日定向问题如何更好的接受太阳的恩赐

当地子午线的夹角，可近似地看作是竖立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方的夹角。方位角以正南方向为零，向西逐渐变大，向东逐渐变小，直到在正北方合在±180°。(如图所示，来自百度百科)

太阳方位角也有它的公式

sinHsin??sin?cosL?cosHcos?（6）

其中，H为（5）式求得的太阳高度角，δ为（1）式求得的太阳赤纬角，φ为当地的地理纬度。

经过我们实地考察，再结合校园地图，发现大连海事大学的综合楼几乎是正南正北的，这使我们建立坐标系方便了许多。

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z

（此图节选于大连海事大学校园图） M 如下图所示，以综合楼外置为坐标原点，综合楼面朝方向（我们H y 在此视为正南方向）为X轴正方向，综合楼左侧（我们在此视为正L O 东方向）为Y轴正方向，垂直综合楼地基面竖直向上的方向为Z轴正方向，建立空间直角坐标系：

其中O点代表大连海事大学综合楼，M为t时刻太阳所在的空间位置。则，角H即为上文所说的太阳高度角，角L即为所求的太阳方位角。那么在此时时刻，太阳能电板面的指向应为：倾斜角（与

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N x 水平地面夹角）H，南偏西L（12-24时）或南片东-L（0-12时）。

??0.3723?23.2567sin??0.1149sin2??0.1712sin3?

?0.758cos??0.3656cos2??0.0201cos3?年份?19852?(N?79.6764?0.2422?(年份?1985)?int())4??365.2422sin H＝sin φ sin δ＋cos φ cos δ cos T T=15｜测量时刻－12｜

sinHsin??sin?cosL?cosHcos?由上述公式，即可求得H和L的值。 3．代入数据绘制函数图象

我们只需查阅大连的地理数据，结合（5）（6）式，便可得到，大连海事大学综合楼处，各个时刻太阳的位置（太阳高度角H和方位角L），也就能确定太阳能电池板面在相应时刻的指向。

大连的纬度为39°01’-39°04’N，以今年2010年11月20日星期六14时为例，按照上面所说的计算方法。（以下数据全采用角度制）

2010?19852?(324?79.6764?0.2422?(2010?1985)?int())4??365.2422??4.20210172 15

??0.3723?23.2567sin4.20210172?0.1149sin(2?4.20210172)?0.1712sin(3?4.20210172)?0.758cos4.20210172?0.3656cos(2?4.20210172)?0.0201cos(3?4.20210172)

??1.6811855

sin H＝sin39.03 sin1.6811185＋cos 39.03 cos 1.6811185 cos 30

=0.6909273358

H=arc sin0.6909273358=43.70356043 °

cos L=（0.6909273358sin39.03－sin1.6811185）／

cos43.70356043cos1.6811185

=0.5615161585

L=arccos0.5615161585=55.83928482°

所以可以求得，2010年11月20日星期六14时，大连海事大学综合楼处，太阳高度角43.70356043 °,太阳方位角55.83928482°该时刻电池板面的最佳指向应该是：倾斜角（与水平地面夹角）43.70356043 °，南偏西55.83928482°。

其它时刻太阳高度角与方位角的算法与上述算法相同，在此就不再举了。由此可见，只要按照前文所给出的公式，代入数据计算，便可求出大连海事大学综合楼上太阳能电板面在各个时刻应该指向的方向。

我们用几何画板分别绘制了太阳高度角和太阳方位角关于时间X

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