Todos esses ângulos são críticos para o cálculo da energia solar em qualquer superfície em alguma orientação. Para calcular o balanço de energia em qualquer escala de tempo em relação à radiação solar incidente, você deve conhecer as relações geométricas que definem as realidades esféricas do movimento planetário em relação ao Sol para superfícies inclinadas específicas do planeta. Cada peça é definida em relação a outra peça. Por exemplo, um painel solar pode ter uma inclinação, beta, mas essa inclinação é relativa à superfície horizontal do planeta, e não ao sol. Símbolos gregos, muitas vezes com um subscrito, são usados para garantir clareza através de identificadores exclusivos para cada ângulo. Além disso, a convenção de sinais para cada ângulo é crítica, pois um sinal ou origem incorreto pode levar a resultados drasticamente incorretos. Tenha cuidado ao realizar cálculos para garantir que cada ângulo e sinal estejam corretos.
Medida Angular |
Símbolo |
Alcance e convenção de sinais |
|---|---|---|
ângulo de altitude |
α(alfa) |
0opara + 90o; horizontal é zero |
Ângulo de Azimute |
γ(gama) |
0opara + 360o; no sentido horário a partir da origem do Norte |
Azimute (alternativo) |
γ(gama) |
0opara ±180o; zero (origem) está voltado para o equador, Leste é + ive, Oeste é – ive |
| Medida Angular | Símbolo | Alcance e convenção de sinais |
|---|---|---|
| Latitude | ϕ(fi) | 0opara ± 90o; hemisfério norte é +ive |
| Longitude | λ(lambda) | 0opara ± 180o; Meridiano Principal é zero, Oeste é -ive |
| Declinação | δ(delta) | 0oa ± 23,45o; hemisfério norte é +ive |
| Ângulo horário | ω(ómega) | 0opara ± 180o; meio-dia solar é zero, tarde é +ive, manhã é -ive |
Medida Angular |
Símbolo |
Alcance e convenção de sinais |
|---|---|---|
Ângulo de Altitude Solar (complemento) |
αs= 1 – θz(alfasé o complemento de tetaz) |
0opara + 90o |
Ângulo de Azimute Solar |
γs(gamas) |
0opara + 360o; no sentido horário a partir da origem do Norte |
Ângulo Zênite |
θz(tetaz) |
0opara + 90o; vertical é zero |
| Medida Angular | Símbolo | Alcance e convenção de sinais |
|---|---|---|
| Ângulo de Altitude da Superfície | α(alfa) | 0opara + 90o; horizontal é zero |
| Inclinação ou inclinação (da superfície do coletor) | β(beta) | 0opara + 360o; no sentido horário a partir da origem do Norte |
| Ângulo de Azimute de Superfície | γ(gama) | 0opara ±180o; zero (origem) está voltado para o equador, Leste é + ive, Oeste é – ive |
| Ângulo de incidência | θ(fi) | 0opara + 90o |
| Ângulo de Olhar (complemento) | α=1−θ(alfa) | 0opara + 90o |
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
Defining each solar geometric angle relative to another angle ensures that the calculations are accurate and consistent. For example, the tilt angle (β) of a solar panel is defined relative to the horizontal surface on the planet, not relative to the sun. This approach helps to avoid errors and ensures that the angles are correctly referenced to each other.
Greek symbols with subscripts are used to ensure clarity and uniqueness in identifying each solar geometric angle. This notation helps to avoid confusion between similar-looking angles and ensures that each angle is correctly referenced in calculations. For example, β (beta) is used to represent the tilt angle, while α (alpha) represents the solar altitude angle.
The sign convention is critical in solar geometric angle calculations because an incorrect sign or origin can lead to drastically incorrect results. For example, a negative sign for the tilt angle (β) may indicate a south-facing surface, while a positive sign may indicate a north-facing surface. Care must be taken to ensure that each angle and sign is correct to avoid errors in calculations.
Solar geometric angles vary with respect to the time of day and year due to the Earth’s rotation and orbit around the sun. The solar altitude angle (α) and solar azimuth angle (γ) change throughout the day, while the tilt angle (β) remains constant for a fixed surface. The incident angle (θ) and surface azimuth angle (ψ) also vary with the time of day and year. Accurate calculations must account for these changes to determine the energy balance across any time scale.
Yes, solar geometric angles can be calculated using astronomical formulas that take into account the Earth’s rotation, orbit, and axial tilt. These formulas can be used to calculate the solar altitude angle (α), solar azimuth angle (γ), and other solar geometric angles for a given location and time. However, care must be taken to ensure that the formulas are correctly implemented and that the input parameters are accurate.
Solar geometric angles have a significant impact on the performance of solar panels. The tilt angle (β) and surface azimuth angle (ψ) affect the amount of incident solar radiation that reaches the panel, while the incident angle (θ) affects the angle at which the radiation strikes the panel. Optimizing these angles can improve the energy output of solar panels, while incorrect angles can lead to reduced performance and energy losses.
