選好裝置傾角 提高利用效率

文有慶

〔關鍵詞〕 地理教學；太陽高度角；傾角；冬至日；太陽能；利用率

〔中圖分類號〕 G633.55

〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）

13—0119—01

隨著人口的增長、生產規模的擴大、社會經濟發展水平的提高，能源需求量日益擴大。目前人類所使用的能源絕大部分是礦物燃料，這類非可再生能源隨著大規模的開發會逐漸枯竭，而且礦物能源使用引起的環境污染和溫室效應日趨嚴重，將會影響社會經濟的可持續發展，威脅人類的生存。而太陽能具有清潔無污染、可再生、總量巨大、分布普遍等優勢，是一種利用前景遠大的新興能源。

目前太陽能的利用方式主要包括光熱利用、光電利用、光化學利用和光生物利用等。一般來說，到達地面的太陽輻射主要受太陽高度角、地理緯度、大氣透明度、日照時數及海拔高度等因素的影響。其中，太陽高度角對太陽能利用效率具有重要影響。當太陽光線和太陽能利用裝置垂直時，太陽能的利用效率最高。太陽直射點以回歸年為周期在南北回歸線之間往返運動，地球以太陽日為周期晝夜交替，引起太陽高度角的季節變化和日變化。同一地點一年中不同季節、一天中不同時刻太陽的高度角不同，同一時間不同地點太陽的高度角不同，太陽高度角和太陽能利用裝置的傾角因時因地而異。因而合理選擇太陽能利用裝置的傾角是提高太陽能利用效率的重要途徑之一。

理論上不斷調整太陽能利用裝置的傾角，保證太陽光線和太陽能利用裝置始終垂直，可使太陽能利用效率最大化。但受資金、技術等因素的限制，目前這種“追日型”太陽能利用裝置還未普及。其實在實際應用中，太陽能利用裝置的傾角是固定不變的。這種情況下，如何因地制宜、合理地設定太陽能利用裝置的傾角極為重要。對北半球而言，一般依據冬至日當地正午太陽高度角和太陽能利用裝置傾角互余的原則，合理地安裝太陽能利用裝置，可最大限度地提高太陽能利用效率。下面以北京（40°N，116°E）為例進行說明：endprint

〔關鍵詞〕 地理教學；太陽高度角；傾角；冬至日；太陽能；利用率

〔中圖分類號〕 G633.55

〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）

13—0119—01

隨著人口的增長、生產規模的擴大、社會經濟發展水平的提高，能源需求量日益擴大。目前人類所使用的能源絕大部分是礦物燃料，這類非可再生能源隨著大規模的開發會逐漸枯竭，而且礦物能源使用引起的環境污染和溫室效應日趨嚴重，將會影響社會經濟的可持續發展，威脅人類的生存。而太陽能具有清潔無污染、可再生、總量巨大、分布普遍等優勢，是一種利用前景遠大的新興能源。

目前太陽能的利用方式主要包括光熱利用、光電利用、光化學利用和光生物利用等。一般來說，到達地面的太陽輻射主要受太陽高度角、地理緯度、大氣透明度、日照時數及海拔高度等因素的影響。其中，太陽高度角對太陽能利用效率具有重要影響。當太陽光線和太陽能利用裝置垂直時，太陽能的利用效率最高。太陽直射點以回歸年為周期在南北回歸線之間往返運動，地球以太陽日為周期晝夜交替，引起太陽高度角的季節變化和日變化。同一地點一年中不同季節、一天中不同時刻太陽的高度角不同，同一時間不同地點太陽的高度角不同，太陽高度角和太陽能利用裝置的傾角因時因地而異。因而合理選擇太陽能利用裝置的傾角是提高太陽能利用效率的重要途徑之一。

理論上不斷調整太陽能利用裝置的傾角，保證太陽光線和太陽能利用裝置始終垂直，可使太陽能利用效率最大化。但受資金、技術等因素的限制，目前這種“追日型”太陽能利用裝置還未普及。其實在實際應用中，太陽能利用裝置的傾角是固定不變的。這種情況下，如何因地制宜、合理地設定太陽能利用裝置的傾角極為重要。對北半球而言，一般依據冬至日當地正午太陽高度角和太陽能利用裝置傾角互余的原則，合理地安裝太陽能利用裝置，可最大限度地提高太陽能利用效率。下面以北京（40°N，116°E）為例進行說明：endprint

〔關鍵詞〕 地理教學；太陽高度角；傾角；冬至日；太陽能；利用率

〔中圖分類號〕 G633.55

〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）

13—0119—01

隨著人口的增長、生產規模的擴大、社會經濟發展水平的提高，能源需求量日益擴大。目前人類所使用的能源絕大部分是礦物燃料，這類非可再生能源隨著大規模的開發會逐漸枯竭，而且礦物能源使用引起的環境污染和溫室效應日趨嚴重，將會影響社會經濟的可持續發展，威脅人類的生存。而太陽能具有清潔無污染、可再生、總量巨大、分布普遍等優勢，是一種利用前景遠大的新興能源。

目前太陽能的利用方式主要包括光熱利用、光電利用、光化學利用和光生物利用等。一般來說，到達地面的太陽輻射主要受太陽高度角、地理緯度、大氣透明度、日照時數及海拔高度等因素的影響。其中，太陽高度角對太陽能利用效率具有重要影響。當太陽光線和太陽能利用裝置垂直時，太陽能的利用效率最高。太陽直射點以回歸年為周期在南北回歸線之間往返運動，地球以太陽日為周期晝夜交替，引起太陽高度角的季節變化和日變化。同一地點一年中不同季節、一天中不同時刻太陽的高度角不同，同一時間不同地點太陽的高度角不同，太陽高度角和太陽能利用裝置的傾角因時因地而異。因而合理選擇太陽能利用裝置的傾角是提高太陽能利用效率的重要途徑之一。

理論上不斷調整太陽能利用裝置的傾角，保證太陽光線和太陽能利用裝置始終垂直，可使太陽能利用效率最大化。但受資金、技術等因素的限制，目前這種“追日型”太陽能利用裝置還未普及。其實在實際應用中，太陽能利用裝置的傾角是固定不變的。這種情況下，如何因地制宜、合理地設定太陽能利用裝置的傾角極為重要。對北半球而言，一般依據冬至日當地正午太陽高度角和太陽能利用裝置傾角互余的原則，合理地安裝太陽能利用裝置，可最大限度地提高太陽能利用效率。下面以北京（40°N，116°E）為例進行說明：endprint