Untuk menjadi maksimum adalah sangat penting orientasi dan sudut pengumpul. Untuk menyerap jumlah maksimum, satah pengumpul suria mestilah sentiasa berserenjang dengan sinaran matahari. Walau bagaimanapun, matahari bersinar di permukaan bumi bergantung pada masa hari dan tahun sentiasa pada sudut yang berbeza. Oleh itu, untuk memasang pengumpul suria, adalah perlu untuk mengetahui orientasi optimum di ruang angkasa. Untuk menilai orientasi optimum pengumpul, putaran Bumi mengelilingi Matahari dan sekitar paksinya, serta perubahan jarak dari Matahari, diambil kira. Untuk menentukan jawatan atau mesti diambil kira parameter sudut asas:
Latitud tapak pemasangan φ;
Sudut jam ω;
Sudut deklinasi suria δ;
Sudut kecondongan ke ufuk β;
Azimuth α;
Latitud lokasi pemasangan(φ) menunjukkan berapa banyak tempat itu utara atau selatan khatulistiwa, dan membuat sudut dari 0° hingga 90°, diukur dari satah khatulistiwa ke salah satu kutub - utara atau selatan.
Sudut jam(ω) menukarkan masa suria tempatan kepada bilangan darjah yang dilalui matahari merentasi langit. Mengikut definisi, sudut jam adalah sifar pada tengah hari. Bumi berputar 15° dalam satu jam. Pada waktu pagi sudut matahari adalah negatif, pada waktu petang ia adalah positif.
Sudut deklinasi matahari(δ) bergantung pada putaran Bumi mengelilingi Matahari, memandangkan orbit putaran mempunyai bentuk elips dan paksi putaran itu sendiri juga condong, sudut berubah sepanjang tahun dari 23.45° hingga -23.45°. Sudut deklinasi menjadi sifar dua kali setahun pada hari ekuinoks musim bunga dan musim luruh.
Deklinasi matahari untuk hari yang dipilih secara khusus ditentukan oleh formula:
Condongkan ke ufuk(β) terbentuk antara satah mengufuk dan panel solar. Sebagai contoh, apabila dipasang pada bumbung yang condong, sudut kecenderungan pemungut ditentukan oleh kecuraman cerun bumbung.
Azimuth(α) mencirikan sisihan satah penyerap pengumpul dari arah selatan, apabila pengumpul suria berorientasikan tepat ke selatan, azimut = 0°.
Sudut tuju cahaya matahari pada permukaan yang berorientasikan sewenang-wenangnya yang mempunyai nilai azimut tertentu α dan sudut kecondongan β ditentukan oleh formula:
Jika dalam formula ini kita menggantikan nilai sudut β dengan 0, maka kita mendapat ungkapan untuk menentukan sudut kejadian cahaya matahari pada permukaan mendatar:
Keamatan fluks sinaran suria untuk kedudukan tertentu panel penyerap di ruang angkasa dikira dengan formula:
Di mana J s dan J d ialah keamatan kejadian fluks sinaran suria langsung dan meresap pada permukaan mendatar, masing-masing. 
Pekali kedudukan pengumpul suria untuk sinaran suria langsung dan meresap.
Untuk memastikan bahawa jumlah maksimum (setiap tempoh pengiraan) tenaga suria mencapai penyerap, pengumpul dipasang dalam kedudukan condong dengan sudut kecondongan optimum ke ufuk β, yang ditentukan oleh kaedah pengiraan dan bergantung kepada tempoh penggunaan sistem suria. Dengan orientasi selatan pengumpul untuk sistem suria sepanjang tahun β = φ, untuk sistem suria bermusim β = φ–15°. Kemudian formula akan mengambil bentuk untuk sistem suria bermusim:
Untuk pelancong sepanjang tahun:
Pengumpul suria berorientasikan ke arah selatan dan dipasang pada sudut 30° hingga 65° berbanding ufuk membolehkan nilai penyerapan maksimum dicapai. Tetapi walaupun dengan penyelewengan tertentu dari keadaan ini, ia boleh menjana jumlah tenaga yang mencukupi. Pemasangan dengan sudut kecondongan yang sedikit lebih berkesan jika pengumpul suria atau panel solar tidak boleh diorientasikan ke selatan.
Sebagai contoh, jika panel solar berorientasikan ke barat daya, dengan azimut 45° dan sudut kecondongan 30°, maka sistem sedemikian akan dapat menyerap sehingga 95% daripada jumlah maksimum sinaran suria. Atau, apabila berorientasikan ke arah timur atau barat, sehingga 85% tenaga yang memasuki pengumpul boleh dipastikan apabila memasang panel pada sudut 25-35°. Sekiranya sudut kecondongan pengumpul lebih besar, maka jumlah tenaga yang dibekalkan ke permukaan pengumpul akan lebih seragam; pilihan pemasangan ini lebih berkesan untuk menyokong pemanasan.
Selalunya, orientasi pengumpul suria bergantung pada pemasangan pengumpul di atas bumbung bangunan, jadi sangat penting pada peringkat reka bentuk untuk mengambil kira kemungkinan pemasangan optimum pengumpul.
Memo untuk menyelesaikan masalah mengenai topik "Bumi sebagai planet sistem suria"
Untuk menyelesaikan tugasan untuk menentukan ketinggian Matahari di atas ufuk pada pelbagai titik yang terletak pada selari yang sama, adalah perlu untuk menentukan meridian tengah hari menggunakan data pada masa meridian Greenwich. Meridian tengah hari ditentukan oleh formula:
(12 jam - masa meridian Greenwich) * 15º - jika meridian berada di Hemisfera Timur;
(Masa meridian Greenwich ialah 12 jam) * 15º - jika meridian berada di Hemisfera Barat.
Semakin hampir meridian yang dicadangkan dalam tugasan adalah dengan meridian tengah hari, semakin tinggi Matahari akan berada di dalamnya; semakin jauh, semakin rendah.
Contoh 1. .
Tentukan titik mana yang ditunjukkan oleh huruf pada peta Australia, pada 21 Mac, matahari akan beradapaling atas di atas ufuk pada 5 pagi waktu suria Greenwich meridian. Tuliskan rasional jawapan anda.
Jawab. Di titik A,
Titik A lebih dekat daripada titik lain dengan meridian tengah hari (12 - 5)*15º =120º timur.
Contoh 2. Tentukan titik berhuruf pada peta Amerika Utara di mana Matahari akan berada paling rendah di atas ufuk pada 18:00 waktu meridian Greenwich. Tuliskan alasan anda.
Jawab. Pada titik A (18-12)*15º
=90
º
2. Untuk menyelesaikan tugas untuk menentukan ketinggian Matahari di atas ufuk pada pelbagai titik yang tidak selari yang sama, dan apabila terdapat petunjuk hari musim sejuk (22 Disember) atau musim panas (22 Jun) solstis, awak perlu
ingat bahawa Bumi bergerak melawan arah jam dan lebih jauh ke timur titiknya, lebih awal Matahari akan naik di atas ufuk.;
menganalisis kedudukan titik yang dinyatakan dalam tugasan berbanding bulatan kutub dan kawasan tropika. Sebagai contoh, jika soalan menunjukkan hari - 20 Disember, ini bermakna hari yang hampir dengan solstis musim sejuk, apabila malam kutub diperhatikan di wilayah utara Bulatan Artik. Ini bermakna semakin jauh ke utara titik itu terletak, semakin lewat Matahari akan terbit di atas ufuk; semakin jauh ke selatan, semakin awal.
Tentukan titik mana yang ditunjukkan oleh huruf pada peta Amerika Utara, pada 20 Disember, Matahari pertama sekali mengikut masa meridian Greenwich akan naik di atas ufuk. Tuliskan alasan anda.
Jawab. Pada titik C.
Titik A terletak di timur titik C, dan titik C terletak di utara (pada 20 Disember, tempoh hari semakin pendek semakin dekat dengan kutub utara).
Untuk menyelesaikan tugasan untuk menentukan panjang hari (malam) berkaitan dengan perubahan sudut kecondongan paksi bumi ke satah orbit, anda perlu ingat - ukuran darjah sudut kecondongan paksi bumi kepada satah orbit bumi menentukan selari di mana Bulatan Artik akan berada. Kemudian situasi yang dicadangkan dalam tugasan dianalisis. Sebagai contoh, jika wilayah berada dalam keadaan siang yang panjang (pada bulan Jun di hemisfera utara), maka semakin dekat wilayah itu dengan Bulatan Artik, semakin panjang hari; semakin jauh, semakin pendek.
Tentukan yang manakah selari: 20° U, 10° U, pada khatulistiwa, 10° S, atau 20° S. – adakah panjang hari maksimum akan diperhatikan pada hari Bumi berada di orbit pada kedudukan yang ditunjukkan dalam rajah sebagai nombor 3? Wajarkan jawapan anda.
Jawab.Tempoh maksimum ialah pada latitud 20 S.
Pada titik 3 Bumi berada pada hari solstis musim sejuk - 22 Disember, dalam keadaan siang yang lebih panjang - Hemisfera Selatan. Titik A menduduki kedudukan paling selatan.
Pada persamaan yang manakah yang ditunjukkan oleh huruf dalam rajah, pada 22 Disember, tempoh waktu siang adalah paling singkat?
4. Untuk menentukan latitud geografi kawasan tersebut, pergantungan sudut tuju sinaran matahari terhadap latitud kawasan diambil kira. Pada hari-hari ekuinoks(21 Mac dan 23 September), apabila sinaran Matahari jatuh secara menegak di khatulistiwa, formula digunakan untuk menentukan latitud geografi:
90 º - sudut tuju cahaya matahari = latitud kawasan (utara atau selatan ditentukan oleh bayang-bayang yang dilemparkan oleh objek).
Pada hari-hari solstis (22 Jun dan 22 Disember), adalah perlu untuk mengambil kira bahawa sinaran Matahari jatuh secara menegak (pada sudut 90º) di kawasan tropika (23.5). º N dan 23.5º S). Oleh itu, untuk menentukan latitud kawasan di hemisfera bercahaya (contohnya, 22 Jun di Hemisfera Utara), formula digunakan:
90º- (sudut tuju cahaya matahari - 23.5º) = latitud kawasan
Untuk menentukan latitud kawasan di hemisfera tidak bercahaya (contohnya, 22 Disember di Hemisfera Utara), formula digunakan:
90º - (sudut tuju cahaya matahari + 23.5º) = latitud kawasan
Contoh 1.
Tentukan koordinat geografi suatu titik jika diketahui bahawa pada hari-hari ekuinoks, Matahari tengah hari berdiri di atas ufuk pada ketinggian 40º (bayangan objek jatuh ke utara), dan waktu tempatan adalah 3 jam lebih awal daripada meridian Greenwich. Catatkan pengiraan dan penaakulan anda
Jawab. 50ºU, 60ºE
90 º - 40 º = 50 º ( latitud utara , kerana bayang objek jatuh ke utara di hemisfera utara)
(12-9)x15 =60º ( e.d. , kerana waktu tempatan mendahului Greenwich, yang bermaksud titik itu terletak lebih jauh ke timur)
Contoh 2.
Tentukan koordinat geografi suatu titik yang terletak di Amerika Syarikat jika diketahui bahawa pada 21 Mac pada jam 5 petang waktu suria meridian Greenwich, pada waktu tengah hari pada titik ini dan Matahari berada pada ketinggian 50° di atas ufuk. Tuliskan alasan anda.
Jawab. 40ºU, 75ºW
90 º -50 º =40 º ( latitud utara - kerana Amerika Syarikat berada di hemisfera utara)
(17j -12j)*15 = 75º (h.d., kerana ia terletak 3 zon waktu di barat meridian Greenwich)
Contoh 3.
Tentukan latitud geografi sesuatu tempat jika diketahui bahawa pada 22 Jun tengah hari Matahari berdiri di atas ufuk pada ketinggian 35º latitud utara Tuliskan pengiraan anda.
Jawab.78,5 º latitud utara
90 º -(35 º -23.5 º) = 78.5 N latitud.
5. Untuk menentukan meridian (longitud geografi kawasan) di mana titik itu terletak, berdasarkan masa meridian Greenwich dan waktu solar tempatan, adalah perlu untuk menentukan perbezaan masa antara mereka. Contohnya, jika waktu tengah hari (12:00) di meridian Greenwich, dan waktu suria tempatan pada titik yang ditentukan ialah 8:00, perbezaan (12-8) ialah 4 jam. Panjang satu zon waktu ialah 15º. Untuk menentukan meridian yang dikehendaki, pengiraan ialah 4 x 15º = 60º. Untuk menentukan hemisfera di mana meridian tertentu terletak, anda perlu ingat bahawa Bumi berputar dari barat ke timur (lawan arah jam). Ini bermakna jika masa meridian Greenwich lebih besar daripada pada titik tertentu, titik itu terletak di Hemisfera Barat (seperti dalam contoh yang dicadangkan). Jika masa meridian Greenwich kurang daripada pada titik tertentu, titik itu berada di Hemisfera Timur.
Contoh.
Pada meridian apakah titik terletak jika diketahui bahawa pada tengah hari waktu meridian Greenwich waktu suria tempatan terdapat 16 jam? Tuliskan alasan anda.
Jawab. Titik itu terletak pada meridian 60º e.d.
16j. -12j. = 4 jam (perbezaan masa)
4x15 º = 60 º
Longitud timur, kerana pada titik 16.00, ketika masih 12.00 di Greenwich (iaitu titik lebih jauh ke timur)
Kedudukan Matahari di langit sentiasa berubah. Pada musim panas Matahari lebih tinggi di langit daripada musim sejuk; pada musim sejuk ia naik ke selatan arah ke timur, dan pada musim panas - ke utara arah ini.Secara grafik, ini boleh diwakili oleh lakaran laluan Matahari merentasi langit sepanjang tahun; Nombor dalam bulatan menunjukkan masa dalam sehari. Untuk menyediakan keadaan teduhan yang paling berkesan, adalah perlu untuk menentukan kedudukan Matahari. Sebagai contoh, untuk menentukan saiz peranti teduhan yang menghalang cahaya matahari langsung daripada memasuki tingkap antara 10 pagi dan 2 petang, adalah perlu untuk mengetahui sudut tuju cahaya matahari (sudut insiden). Satu lagi situasi yang memerlukan maklumat sedemikian diterangkan dalam bahagian "Sinaran Suria".
Kedudukan Matahari di langit ditentukan oleh dua dimensi sudut: ketinggian dan azimut Matahari. Ketinggian Matahari diukur dari mendatar; azimut suria |3 diukur dari arah ke selatan (Rajah 6.23). Sudut ini boleh dikira atau diambil daripada jadual atau nomogram yang telah disusun sebelumnya.
Pengiraan bergantung pada tiga pembolehubah: latitud L, deklinasi 6 dan sudut jam Y. Latitud boleh didapati dari mana-mana peta yang baik. Deklinasi, atau ukuran sejauh mana utara atau selatan Matahari telah bergerak dari khatulistiwa, berbeza-beza dari bulan ke bulan (Rajah 6.24). Sudut jam bergantung pada waktu suria tempatan: I = 0.25 (bilangan minit dari tengah hari suria tempatan). Waktu suria (masa yang ditunjukkan secara langsung oleh jam matahari) dikira dari tengah hari matahari, apabila Matahari berada pada titik tertinggi di langit. Disebabkan oleh perubahan dalam kelajuan orbit Bumi pada masa yang berbeza dalam setahun, tempoh hari (diukur dari tengah hari hingga tengah hari matahari berikutnya) berbeza sedikit daripada tempoh hari mengikut purata masa suria (diukur dengan jam biasa. ). Apabila mengira waktu suria tempatan, perbezaan ini diambil kira bersama-sama dengan pembetulan untuk longitud jika pemerhati tidak berdiri pada meridian masa piawai zon waktunya.
Untuk melaraskan masa standard tempatan (gunakan jam yang tepat) kepada waktu suria tempatan, anda perlu melakukan beberapa operasi:
1) jika masa bersalin berkuat kuasa, maka tolak 1 jam;
2) tentukan meridian titik ini. Tentukan meridian masa piawai untuk lokasi ini (75° untuk Waktu Piawai Timur, 90° untuk Waktu Piawai Tengah, 150° untuk Waktu Piawai Alaska-Hawaii). Darabkan perbezaan antara meridian dengan 4 min/deg. Jika titik ini terletak di timur meridian zon, kemudian tambahkan minit pembetulan pada masa zon; jika ia ke barat, maka tolaklah;
3) tambahkan persamaan masa (Rajah 6.25) untuk yang diminati
Rajah 6 23 Kedudukan Matahari di langit)