Kuwa upeo ni muhimu sana mwelekeo wa mtoza na angle. Ili kunyonya kiwango cha juu, ndege ya mtozaji wa jua lazima iwe kila wakati kwa mionzi ya jua. Hata hivyo, jua huangaza juu ya uso wa Dunia kulingana na wakati wa siku na mwaka daima kwa pembe tofauti. Kwa hiyo, ili kufunga watoza wa jua, ni muhimu kujua mwelekeo bora katika nafasi. Ili kutathmini mwelekeo bora wa watoza, mzunguko wa Dunia kuzunguka Jua na kuzunguka mhimili wake, pamoja na mabadiliko ya umbali kutoka kwa Jua, huzingatiwa. Kuamua nafasi au lazima izingatiwe vigezo vya msingi vya angular:
Latitudo ya tovuti ya ufungaji φ;
Pembe ya saa ω;
Pembe ya kupungua kwa jua δ;
Pembe ya mwelekeo kwa upeo wa macho β;
Azimuth α;
Latitudo ya eneo la ufungaji(φ) inaonyesha ni kiasi gani mahali ni kaskazini au kusini mwa ikweta, na hufanya angle kutoka 0 ° hadi 90 °, kipimo kutoka ndege ya ikweta hadi moja ya miti - kaskazini au kusini.
Pembe ya saa(ω) hubadilisha muda wa jua wa ndani kuwa idadi ya digrii ambazo jua husafiri angani. Kwa ufafanuzi, pembe ya saa ni sifuri saa sita mchana. Dunia inazunguka 15 ° kwa saa moja. Asubuhi angle ya jua ni hasi, jioni ni chanya.
Pembe ya kupungua kwa jua(δ) inategemea mzunguko wa Dunia kuzunguka Jua, kwa kuwa obiti ya mzunguko ina umbo la duaradufu na mhimili wa mzunguko wenyewe pia umeelekezwa, pembe hubadilika mwaka mzima kutoka 23.45 ° hadi -23.45 °. Pembe ya kupungua inakuwa sifuri mara mbili kwa mwaka siku za equinox ya spring na vuli.
Kupungua kwa jua kwa siku iliyochaguliwa maalum imedhamiriwa na formula:
Tilt kwa upeo wa macho(β) huundwa kati ya ndege ya mlalo na paneli ya jua. Kwa mfano, wakati umewekwa kwenye paa la mteremko, angle ya mwelekeo wa mtoza imedhamiriwa na mwinuko wa mteremko wa paa.
Azimuth(α) ina sifa ya kupotoka kwa ndege ya kunyonya ya mtoza kutoka upande wa kusini, wakati mtozaji wa jua anaelekezwa hasa kusini, azimuth = 0 °.
Pembe ya matukio ya mwanga wa jua kwenye uso unaoelekezwa kiholela wenye thamani fulani ya azimuth α na pembe ya mwelekeo β imedhamiriwa na fomula:
Ikiwa katika fomula hii tunabadilisha thamani ya pembe β na 0, basi tunapata usemi wa kuamua angle ya matukio ya jua kwenye uso ulio na usawa:
Uzito wa flux ya mionzi ya jua kwa nafasi fulani ya jopo la kunyonya katika nafasi huhesabiwa na formula:
Ambapo J s na J d ni ukubwa wa tukio la mionzi ya moja kwa moja na inayoeneza ya mionzi ya jua kwenye uso ulio mlalo, mtawalia. 
Mgawo wa nafasi ya mtozaji wa jua kwa mionzi ya jua ya moja kwa moja na inayoeneza.
Ili kuhakikisha kuwa kiwango cha juu (kwa kipindi cha hesabu) cha nishati ya jua kinafikia kinyonyaji, mtoza huwekwa katika nafasi iliyoelekezwa na angle bora ya mwelekeo wa upeo wa macho β, ambayo imedhamiriwa na njia ya hesabu na inategemea kipindi cha matumizi ya mfumo wa jua. Kwa mwelekeo wa kusini wa mtoza kwa mifumo ya jua ya mwaka mzima β = φ, kwa mifumo ya jua ya msimu β = φ-15 °. Kisha formula itachukua fomu kwa mifumo ya jua ya msimu:
Kwa wasafiri wa mwaka mzima:
Vitozaji vya nishati ya jua vinavyoelekezwa upande wa kusini na kupachikwa kwa pembe ya 30° hadi 65° kuhusiana na upeo wa macho huruhusu viwango vya juu zaidi vya ufyonzaji kuafikiwa. Lakini hata kwa kupotoka fulani kutoka kwa hali hizi, inaweza kutoa kiasi cha kutosha cha nishati. Ufungaji na angle kidogo ya mwelekeo ni bora zaidi ikiwa watoza wa jua au paneli za jua haziwezi kuelekezwa kusini.
Kwa mfano, ikiwa paneli za jua zimeelekezwa kusini-magharibi, na azimuth ya 45 ° na angle ya tilt ya 30 °, basi mfumo huo utaweza kunyonya hadi 95% ya kiwango cha juu cha mionzi ya jua. Au, wakati unaelekezwa upande wa mashariki au magharibi, hadi 85% ya nishati inayoingia kwenye mtoza inaweza kuhakikisha wakati wa kufunga paneli kwa pembe ya 25-35 °. Ikiwa pembe ya mwelekeo wa mtoza ni kubwa zaidi, basi kiasi cha nishati hutolewa kwa uso wa mtoza itakuwa sare zaidi; chaguo hili la ufungaji ni bora zaidi kwa kusaidia inapokanzwa.
Mara nyingi, mwelekeo wa mtozaji wa jua hutegemea ufungaji wa mtoza juu ya paa la jengo, kwa hiyo ni muhimu sana katika hatua ya kubuni kuzingatia uwezekano wa ufungaji bora wa watoza.
Memo ya kutatua shida kwenye mada "Dunia kama sayari ya mfumo wa jua"
Ili kukamilisha kazi za kuamua urefu wa Jua juu ya upeo wa macho katika sehemu mbalimbali ziko kwenye sambamba sawa, ni muhimu kuamua meridian ya mchana kwa kutumia data wakati wa meridian ya Greenwich. Meridian ya mchana imedhamiriwa na fomula:
(Saa 12 - wakati wa meridian ya Greenwich) * 15º - ikiwa meridian iko katika Ulimwengu wa Mashariki;
(Wakati wa meridian wa Greenwich ni masaa 12) * 15º - ikiwa meridian iko katika Ulimwengu wa Magharibi.
Kadiri meridiani zilizopendekezwa katika mgawo zinavyokaribiana na meridiani ya adhuhuri, ndivyo Jua litakavyokuwa juu zaidi ndani yao; mbali zaidi, chini zaidi.
Mfano 1. .
Amua ni ipi kati ya alama zilizoonyeshwa na barua kwenye ramani ya Australia, mnamo Machi 21, jua litapatikana.ya juu kabisa juu ya upeo wa macho saa 5 asubuhi saa za jua za Greenwich meridian. Andika mantiki ya jibu lako.
Jibu. Katika hatua A,
Pointi A iko karibu zaidi ya pointi nyingine za meridiani ya mchana (12 - 5)*15º =120º mashariki.
Mfano 2. Amua ni ipi kati ya alama zenye herufi kwenye ramani ya Amerika Kaskazini Jua itapatikana chini kabisa juu ya upeo wa macho saa 18:00 kwa saa za Greenwich. Andika hoja yako.
Jibu. Katika hatua A (18-12)*15º
=90
º
2. Kukamilisha kazi za kuamua urefu wa Jua juu ya upeo wa macho katika sehemu mbali mbali ambazo haziko sambamba, na wakati kuna dalili ya siku ya msimu wa baridi (Desemba 22) au kiangazi (Juni 22) msimu wa joto; unahitaji
kumbuka kwamba Dunia inasonga kinyume cha saa na mashariki zaidi uhakika ni, mapema Jua litachomoza juu ya upeo wa macho.;
kuchambua nafasi ya pointi zilizoainishwa katika kazi inayohusiana na duru za polar na kitropiki. Kwa mfano, ikiwa swali linaonyesha siku - Desemba 20, hii ina maana siku karibu na solstice ya baridi, wakati usiku wa polar unazingatiwa katika eneo la kaskazini mwa Arctic Circle. Hii ina maana kwamba kaskazini zaidi hatua iko, baadaye Jua litachomoza juu ya upeo wa macho; kusini zaidi, mapema zaidi.
Amua ni ipi kati ya alama zilizoonyeshwa na barua kwenye ramani ya Amerika Kaskazini, mnamo Desemba 20, Jua Kwanza kabisa kulingana na wakati wa meridian ya Greenwich itapanda juu ya upeo wa macho. Andika hoja yako.
Jibu. Katika hatua ya C.
Pointi A iko mashariki mwa uhakika C, na hatua C iko kaskazini (mnamo Desemba 20, urefu wa siku ni mfupi zaidi karibu na ncha ya kaskazini).
Ili kukamilisha kazi za kuamua urefu wa siku (usiku) kuhusiana na mabadiliko katika pembe ya mwelekeo wa mhimili wa dunia kwa ndege ya orbital, unahitaji kukumbuka - kipimo cha shahada ya angle ya mwelekeo wa mhimili wa dunia hadi. ndege ya mzunguko wa dunia huamua sambamba ambayo Mzunguko wa Arctic utakuwa iko. Kisha hali iliyopendekezwa katika kazi inachambuliwa. Kwa mfano, ikiwa eneo liko katika hali ya mchana kwa muda mrefu (mnamo Juni katika ulimwengu wa kaskazini), basi eneo hilo ni karibu na Mzingo wa Aktiki, siku ndefu; mbali zaidi, fupi.
Amua ni ipi kati ya sambamba hizo: 20° N, 10° N, kwenye ikweta, 10° S, au 20° S. - Je, urefu wa juu zaidi wa siku utazingatiwa siku ambayo Dunia iko katika obiti katika nafasi iliyoonyeshwa kwenye takwimu kama nambari 3? Thibitisha jibu lako.
Jibu.Muda wa juu zaidi utakuwa katika latitudo 20 S.
Katika hatua ya 3 Dunia iko siku ya msimu wa baridi - Desemba 22, katika hali ya mchana mrefu - Ulimwengu wa Kusini. Pointi A inachukuwa nafasi ya kusini kabisa.
Ni ipi kati ya sambamba zilizoonyeshwa na herufi kwenye takwimu iliyo na saa fupi za mchana mnamo Desemba 22?
4. Kuamua latitudo ya kijiografia ya eneo hilo, utegemezi wa angle ya matukio ya mionzi ya jua kwenye latitudo ya eneo hilo huzingatiwa. Katika siku za equinox(Machi 21 na Septemba 23), miale ya Jua inapoanguka kiwima kwenye ikweta, fomula hutumika kubainisha latitudo ya kijiografia:
90 º - angle ya matukio ya jua = latitudo ya eneo hilo (kaskazini au kusini imedhamiriwa na kivuli kilichopigwa na vitu).
Katika siku za solstices (Juni 22 na Desemba 22), ni muhimu kuzingatia kwamba mionzi ya Jua huanguka kwa wima (kwa pembe ya 90º) kwenye kitropiki (23.5). º N na 23.5º S). Kwa hivyo, kuamua latitudo ya eneo katika ulimwengu ulioangaziwa (kwa mfano, Juni 22 katika Ulimwengu wa Kaskazini), fomula hutumiwa:
90º- (pembe ya matukio ya mwanga wa jua - 23.5º) = latitudo ya eneo
Kuamua latitudo ya eneo katika ulimwengu usio na mwanga (kwa mfano, Desemba 22 katika Ulimwengu wa Kaskazini), fomula hutumiwa:
90º - (pembe ya matukio ya jua + 23.5º) = latitudo ya eneo
Mfano 1.
Amua viwianishi vya kijiografia vya nukta ikiwa inajulikana kuwa siku za ikwinoksi, Jua la mchana husimama pale juu ya upeo wa macho kwa urefu wa 40.º (kivuli cha kitu kinaanguka kaskazini), na wakati wa ndani ni saa 3 mbele ya meridian ya Greenwich. Rekodi mahesabu yako na hoja
Jibu. 50ºN, 60ºE
90 º - 40 º = 50 º ( latitudo ya kaskazini , kwa sababu kivuli cha vitu huanguka kaskazini katika ulimwengu wa kaskazini)
(12-9)x15 =60º ( e.d , kwa sababu saa za ndani ziko mbele ya Greenwich, ambayo ina maana kwamba sehemu hiyo iko mashariki zaidi)
Mfano 2.
Tambua kuratibu za kijiografia za eneo lililoko Marekani ikiwa inajulikana kuwa mnamo Machi 21 saa 5 jioni wakati wa jua wa meridian ya Greenwich, ni mchana kwa hatua hii na Jua liko kwenye urefu wa 50 ° juu ya upeo wa macho. Andika hoja yako.
Jibu. 40ºN, 75ºW
90 º -50 º =40 º ( latitudo ya kaskazini - kwa sababu USA iko katika ulimwengu wa kaskazini)
(saa 17 -12)* 15 = 75º (h.d., kwa sababu iko kanda 3 za saa magharibi mwa meridian ya Greenwich)
Mfano 3.
Amua latitudo ya kijiografia ya mahali ikiwa inajulikana kuwa mnamo Juni 22 Jua la mchana husimama hapo juu ya upeo wa macho kwenye mwinuko wa 35.º latitudo ya kaskazini Andika mahesabu yako.
Jibu.78,5 º latitudo ya kaskazini
90 º -(35 º -23.5 º) = 78.5 N latitudo.
5. Kuamua meridian (longitude ya kijiografia ya eneo) ambayo hatua iko, kwa kuzingatia wakati wa meridian ya Greenwich na wakati wa jua wa ndani, ni muhimu kuamua tofauti ya muda kati yao. Kwa mfano, ikiwa ni mchana (saa 12) kwenye meridian ya Greenwich, na wakati wa jua wa ndani katika hatua maalum ni saa 8, tofauti (12-8) ni saa 4. Urefu wa eneo la wakati mmoja ni 15º. Kuamua meridiani inayotakiwa, hesabu ni 4 x 15º = 60º. Kuamua hemisphere ambayo meridian iliyotolewa iko, unahitaji kukumbuka kuwa Dunia inazunguka kutoka magharibi hadi mashariki (counterclockwise). Hii ina maana kwamba ikiwa wakati wa meridian ya Greenwich ni kubwa zaidi kuliko katika hatua fulani, hatua iko katika Ulimwengu wa Magharibi (kama katika mfano uliopendekezwa). Ikiwa wakati wa meridian wa Greenwich ni chini ya mahali fulani, hatua iko katika Ulimwengu wa Mashariki.
Mfano.
Pointi iko kwenye meridiani gani ikiwa inajulikana kuwa saa sita mchana saa za saa sita mchana saa za jua za ndani kuna saa 16? Andika hoja yako.
Jibu. Sehemu hiyo iko kwenye meridian 60º e.d
16h. -12h. = saa 4 (tofauti ya wakati)
4x15 º = 60 º
Longitudo ya Mashariki, kwa sababu katika hatua ya 16.00, wakati bado ni 12.00 huko Greenwich (yaani hatua iko mashariki zaidi)
Nafasi ya Jua angani inabadilika kila wakati. Katika majira ya joto Jua liko juu zaidi angani kuliko wakati wa baridi; katika majira ya baridi huinuka upande wa kusini wa mwelekeo wa mashariki, na katika majira ya joto - kaskazini mwa mwelekeo huu.Kielelezo, hii inaweza kuwakilishwa na mchoro wa njia ya Jua katika anga wakati wa mwaka; Nambari kwenye miduara zinaonyesha wakati wa siku. Ili kutoa hali ya ufanisi zaidi ya kivuli, ni muhimu kuamua nafasi ya Jua. Kwa mfano, ili kuamua ukubwa wa kifaa cha kivuli ambacho huzuia jua moja kwa moja kuingia kwenye dirisha kati ya 10 asubuhi na 2 p.m., ni muhimu kujua angle ya matukio ya jua (angle ya matukio). Hali nyingine inayohitaji habari kama hiyo imeelezewa katika sehemu ya "Mionzi ya jua".
Nafasi ya Jua angani imedhamiriwa na vipimo viwili vya angular: urefu na azimuth ya Jua. Urefu wa Jua hupimwa kutoka kwa usawa; azimuth ya jua | 3 inapimwa kutoka kwa mwelekeo wa kusini (Mchoro 6.23). Pembe hizi zinaweza kuhesabiwa au kuchukuliwa kutoka kwa meza zilizokusanywa kabla au nomograms.
Hesabu inategemea vigezo vitatu: latitudo L, mteremko 6 na pembe ya saa Y. Latitudo inaweza kupatikana kutoka kwa ramani yoyote nzuri. Kupungua, au kipimo cha umbali wa kaskazini au kusini mwa Jua kutoka ikweta, hubadilika mwezi hadi mwezi (Mchoro 6.24). Pembe ya saa inategemea wakati wa jua wa ndani: I = 0.25 (idadi ya dakika kutoka mchana wa jua wa ndani). Wakati wa jua (wakati unaoonyeshwa moja kwa moja na sundial) huhesabiwa kutoka mchana wa jua, wakati Jua liko kwenye hatua yake ya juu zaidi angani. Kwa sababu ya mabadiliko katika kasi ya mzunguko wa Dunia kwa nyakati tofauti za mwaka, urefu wa siku (unaopimwa kutoka adhuhuri hadi saa sita ya jua inayofuata) hutofautiana kidogo na urefu wa siku kulingana na wastani wa wakati wa jua (unaopimwa na saa za kawaida). ) Wakati wa kuhesabu wakati wa jua wa ndani, tofauti hii inazingatiwa pamoja na urekebishaji wa longitudo ikiwa mwangalizi hajasimama kwenye meridian ya wakati wa kawaida wa eneo lake la wakati.
Ili kurekebisha muda wa kawaida wa eneo lako (tumia saa sahihi) kwa saa ya jua ya ndani, unahitaji kufanya shughuli kadhaa:
1) ikiwa wakati wa uzazi umeanza, basi toa saa 1;
2) kuamua meridian ya hatua hii. Bainisha muda wa wastani wa meridiani wa eneo hili (75° kwa Saa za Kawaida za Mashariki, 90° kwa Saa za Kati za Kawaida, 150° kwa Saa Wastani za Alaska-Hawaii). Zidisha tofauti kati ya meridiani kwa 4 min/deg. Ikiwa hatua hii iko mashariki mwa meridian ya eneo, kisha ongeza dakika za marekebisho kwa wakati wa eneo; ikiwa ni upande wa magharibi, basi waondoe;
3) ongeza equation ya wakati (Mchoro 6.25) kwa moja ya riba
Mchoro 6 23 Nafasi ya Jua angani)