Проект инсоляции, зачем он нужен и как произвести расчет?

Для ее расчета используют два метода:

1. геометрический — определяют направление и период поступления потока солнечных лучей;
2. энергетический — получают плотность потока, степень облученности и экспозицию в лучистых или эффективных единицах измерения.

Зачем инсоляция в проектировании?

Солнечный свет — источник, который питает организм и снабжает его энергией, поэтому попадание прямых лучей в жилые помещения чрезвычайно важно для здоровья человека. Из-за нехватки витамина D, а ежедневная потребность в нем около 400 единиц, могут развиваться различные заболевания, такие как цинга, рахит, туберкулез, остеопороз.
Преимущества регулярного приема солнечных ванн:

• отложение фосфора и кальция в костях в должном количестве и в должном соотношении;
• выработка мозгом мелатонина, который усиливает функции гипофиза, надпочечников, половых и поджелудочных желез, а также замедляет рост и развитие раковых опухолей;
• улучшение состояния кожи и ее сопротивляемости к инфекциям.

Несмотря на возможность оборудования комнат и кабинетов различными осветительными приборами, при проектировании зданий всегда остается актуальным вопрос естественной освещенности. Нормы инсоляции регламентируются СанПиНом 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий».

Однако при этом Государственный санитарно-эпидемиологический надзор больше не рассматривает и не согласует проекты в обязательном порядке еще с 2004 года. Это связано с принятием закона федерального значения — Градостроительного кодекса Российской Федерации. Выходит, что с этих пор проект инсоляции перестал быть обязательным, но это все равно не отменяет его важности.

Рассмотрим шесть случаев из практики, когда документальное сопровождение позволяет выйти из затруднительных /спорных ситуаций:

1. Жители частных домов подают жалобу на застройщика высотных многоэтажек, строящихся в одном с ними квартале.
2. Строительная экспертиза запрашивает проект инсоляции в неоднозначных градостроительных ситуациях.
3. Наличие подозрений у контролирующих органов на неучет в проекте требований к естественному освещению.
4. Предвзятое отношение организации, которая проводит строительную экспертизу, к проектировщикам.
5. Перевод помещения в статус нежилого/жилого.
6. Специалист, проводящий проверку, недостаточно осведомлен в вопросах светового климата, поэтому имеет право запросить экспертную оценку мощности естественного источника энергии.

Во всех приведенных примерах отсутствие сопроводительной документации говорит не в пользу того, к кому предъявлены «претензии».

Основные программы для расчета инсоляции и их особенности

Один из основных автоматизированных рабочих инструментов — «СИТИС. Солярис». В графическом редакторе моделируется уменьшенный трехмерный участок градостроительного пространства. Устанавливается направление на север и масштаб расчетной сцены. В автоматическом режиме программа вычисляет реальные точки расчета инсоляции для каждого окна по заданным параметрам, отражающим данные оконных проемов. Для комнат и квартир есть отдельная опция создания сложных объектов. В конце построения доступно возведение у объекта парапета или кровли.

Среди преимуществ программы можно выделить точность расчета и соответствие нормативным требованиям РФ. В итоге создаётся краткий отчёт с указанием времени естественного освещения. Проемы и помещения, которые не соответствуют требованиям, подсвечиваются отдельно.

Трудность в том, что экспертиза Москвы при проведении оценки проектной документации не доверяет авторасчету «СИТИС. Солярис». Солнечные карты создают посредством изображений, схем, рисунков, показывающих участки с разным временем инсоляции в цвете. Поэтому информация может отличаться от автоматизированного расчета, полученного в программе, примерно на 10 минут. Выход из ситуации — настроить в «Солярисе» опцию для проверки продолжительности естественного освещения по инсоляционному графику.

В чем еще проявляются сложности проектирования?

Сложность расчета инсоляции определяется тем, на какой стадии к нам обращается заказчик. На практике работы могут проводиться на трёх этапах:

1. Начальный. Застройщик просит произвести расчет еще только на участке земли, выделенном под новострой. Это самый верный и правильный способ. Процедура необходима, чтобы определить, здание какой высоты можно возвести при имеющейся плотности застройки.
2. Предпроектный. На данной стадии чаще всего возможно исправить нарушения с минимальными финансовыми потерями. Например, возможно скорректировать посадку, понизить высотные отметки, в крайнем случае — квартирографию. Все эти вопросы решаемы в тесном сотрудничестве с заказчиком.
3. Проектный. Наиболее трудозатратная стадия, для которой характерно не только увеличение сроков реализации, но и значительное удорожание работ, поскольку требуется подбирать замещающие мероприятия в уже утвержденном заказчиком проекте. Возможны изменения архитектурно-планировочных решений самого объекта, что не применимо к близрасположенным зданиям.

Актуальность расчета инсоляции в современных реалиях

Гарантом качества реализуемого проекта сегодня выступает непосредственный исполнитель. При нарушении норм государство накладывает ответственность на строителей и проектировщиков. В любом случае при несоблюдении требований придется отвечать перед законом. Исследование, направленное на установление соответствия помещений уровню освещения, может заказать как обычный гражданин, так и юридическое лицо. Чрезмерное затемнение оконных проемов жилых зданий, а также приусадебного участка рассматривается как административное правонарушение.

Вывод: проект не обязателен, но нужен для перестраховки и решения спорных ситуаций.

Можно ли выиграть дело в суде, если обнаружатся нарушения СанПиНа по инсоляции в частной квартире?

При возникновении спорной ситуации учитывается степень нарушения естественного освещения установленным требованиям. Небольшое отклонение от нормы носит скорее формальный характер. При серьезных нарушениях статус жилого здания может быть изменен на нежилое.

Чаще всего вопрос низкой естественной освещенности может выступить основанием для снижения рыночной стоимости жилья. Выявленный дефект является значительным, поскольку оказывает негативное влияние на здоровье человека.

Для заказа услуг по разработке проекта ИО и КЕО, обратитесь по номеру +7 (495) 150‑02-61 или напишите на электронную почту [email protected]. Срок выполнения работ — от 5 рабочих дней.

Как расчитать количество солнечной энергии в регионе — солнечная инсоляция

Солнечная инсоляция – это величина, определяющая количество облучения поверхности пучком солнечных лучей (даже отраженных или рассеянных облаками). Поверхностью может быть что угодно, в том числе и солнечная батарея, которая преобразует энергию солнца в электрическую энергию. И вот насколько эффективна будет ваша природная электростанция и определяет параметр солнечной инсоляции. Измеряется инсоляция в кВт*ч/м2, то есть количество энергии солнца, полученное одним квадратным метром поверхности в течении одного часа. Естественно полученные метрики рассчитаны для идеальных условий: полное отсутствие облачности и падение солнечных лучей на поверхность под прямым углом (перпендикулярно).

Простыми словами, солнечная инсоляция – это среднее количество часов в сутки, которое солнце в ясную погоду светит на расчетную поверхность под прямым углом.

Довольно часто люди полагают, что если солнце встает в 6 утра и садится в 7 вечера, то дневную выработку солнечной панели нужно считать как произведение ее мощности на 13 часов пока светило солнце. Это в корне неправильно, ведь существует облачность, но главное солнце двигается по небосклону отбрасывая лучи на поверхность земли под разными углами. Да, безусловно, вы можете использовать специальные трекеры, которые будут поворачивать вашу солнечную батарею в сторону солнца, но это дорого и редко экономически оправдано. Трекеры применяются, когда необходимо увеличить мощность на единицу площади.

Откуда берутся данные солнечной активности

Изучением солнечной активности во всех регионах нашей планеты занимается Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Круглосуточно спутники следят за деятельностью солнца и заносят полученную информацию в таблицы. В расчетах учитываются данные последних 25 лет. Пример такой таблицы для Санкт-Петербурга (59.944, 30.323) вы можете увидеть по ссылке https://eosweb.larc.nasa.gov/. Данная организация относится к федеральному правительству США и, к сожалению, сайт их доступен только на английском языке.

Обновление! База НАСА переехала на новый ресурс https://power.larc.nasa.gov/.

Нет необходимости расшифровывать все значения и коэффициенты в таблице, ведь нас интересуют всего два – это собственно само значение солнечной инсоляции в определенные месяцы (OPT) и значение оптимального угла наклона солнечной панели (OPT ANG).

Зная значение инсоляции мы можем рассчитать приблизительную выработку нашей солнечной электростанции в данном регионе в конкретный месяц или в среднем в год.

Расчет выработки солнечной электростанции на основе значений инсоляции

Допустим имеем в Санкт-Петербурге сетевую солнечную электростанцию мощностью 5 кВт и хотим посчитать ее выработку в июне. Солнечные модули установлены на оптимальный угол.

5 кВт * 5,76 кВт*ч/м² * 30 дней = 864 кВт*ч

^*Формула упрощенная, поэтому расчетные единицы измерения в формуле не совпадут с ответом. Это исправляется введением в формулу параметров солнечной электростанции и перевода дней в часы.

Но в январе эта же электростанция сгенерирует всего 5*1,13*30=169,5 кВт*ч, поэтому Питере солнечные батареи активно используются только в летние периоды.

За год же, подобная солнечная электростанция сможет получить 5*3,4*365=6205 кВт или 6,2 МВт чистой электроэнергии. Выгодно? Решать вам, ведь срок жизни сетевой электростанции более 50 лет, а тарифы на промышленное электричество растут каждый год не менее чем на 10%.

Сводные таблицы и графики солнечной инсоляции в отдельных регионах России

Как рассчитать солнечную инсоляцию

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор S. Hussain Ather

Выйти на улицу и позволить солнечному свету упасть на ваше лицо — это хорошее чувство. Выяснение того, сколько на самом деле солнечного света, означает вычисление чего-то, что называется солнечной инсоляцией . Солнечная инсоляция также дает вам возможность определить физическое выветривание в засушливых регионах, таких как пустыни.

Расчет солнечной инсоляции

Солнечная инсоляция  – количество солнечной радиации, превышающее размер площади поверхности с течением времени. Фотоэлектрические генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию из падающего солнечного света, измеряют инсоляцию как средней освещенности в киловаттах на квадратный метр (кВт/м ² ).

Иногда используется другой вариант, в котором используется компонент времени, киловатт-часы по киловатт-пиковому году кВтч/(кВт*год). Это означает, что вы можете создать формулу солнечного излучения, измерив мощность солнечного света над определенной областью в течение определенного периода времени ​.

Ученые также используют термин ​ поток ​ для обозначения солнечной радиации на единицу горизонтальной площади в определенном регионе. Это похоже на магнитный поток, количество магнитного поля, проходящего через двумерную поверхность, но в этом случае поток солнечной инсоляции также может варьироваться в зависимости от того, насколько далеко находится Земля.

Вы можете измерить плотность потока на краю атмосферы на

F=F_0\times\cos{\theta_0}

for ​ F _O ​ плотность потока солнечного излучения в высшей точке атмосферы и зенитный угол Солнца ​ θ ₀ ​, угол между ваш зенит и центр диска Солнца. Ваш зенит — это линия, идущая прямо вертикально в атмосферу, когда вы стоите где-то на Земле.

Солнечная инсоляция также может быть измерена делением f​ люкс на площадь горизонтальной поверхности ​. Эти величины также используются при расчете скорости, с которой энергия солнца достигает поверхности Земли. Формула солнечной радиации показала ученым, что солнечная радиация в самой высокой точке атмосферы изменяется примерно на 7% в течение года от 1,412 кВт/м ² в январе до 1,321 кВт/м ² в июле из-за того, как Земля приближается и удаляется от Солнца.

Масса воздуха при солнечной инсоляции

Можно также определить прямую составляющую солнечной радиации по формуле ​ 1.353 x .7 ^M ​/cosθ ₀ ) ^.678 ​ для зенитного угла ​ θ ₀ . ​ ​ воздушная масса ​ – это пропорция того, какую часть атмосферы солнечный свет должен пройти за один момент времени, и какую часть атмосферы должен был бы пройти солнечный свет, если бы солнце было слышно прямо.

Это означает, что если бы солнце было прямо над вашей головой, воздушная масса была бы равна 1, так как два значения пропорции были бы равны. Когда солнце находится очень высоко в небе, значение cos θ 0 относительно мало и им можно пренебречь.

​ прямое ​ часть солнечного излучения показывает, сколько излучения исходит непосредственно от солнца . Рассеянное излучение — насколько небо и атмосфера рассеивают излучение.​ Отраженная радиация ​ — это количество, отраженное водоемами на Земле.

Другие методы расчета солнечной инсоляции

Чтобы рассчитать солнечную инсоляцию, можно воспользоваться онлайн-расчётом солнечной инсоляции от PV Education. Убедитесь, что вы понимаете переменные и уравнения, лежащие в основе калькулятора. Любой калькулятор инсоляции, такой как этот, учитывает положение солнца в космосе и максимальную солнечную инсоляцию на поверхности под определенным углом.

Калькулятор использует солнечную инсоляцию как фактор, зависящий от широты и дня года. Это позволяет выполнять расчеты с учетом теории солнечной системы, а также экспериментальных результатов.

Свойства, связанные с солнечной инсоляцией

Эти наблюдения за солнечным светом дают ученым другие величины, которые они могут рассчитать, такие как солнечная постоянная S, определяемая как

S=F_0\frac{r}{R_0}\times\cos{\ тета_0}

с текущим расстоянием между Солнцем и Землей r и средним расстоянием между Солнцем и Землей r ₀ . Это дает ученым более простой способ определить, как движение между Солнцем и Землей влияет на солнечный свет. Плотность солнечного потока F можно также рассчитать как изменение солнечного нагрева в высшей точке атмосферы на единицу площади за разницу во времени, определяемое как dQ/dt . Это относится к инженерным солнечным элементам, которые используют изменения солнечного света в течение дня для производства электроэнергии.

Более продвинутые и тонкие калькуляторы могут учитывать определенные особенности, такие как погодные эффекты, для прогнозирования солнечной инсоляции в разные дни. Другие полезные свойства солнечного света включают прямую нормальную освещенность ( DNI ), количество солнечного излучения, которое объект или область испытывает по размеру самой области.

При выполнении этого расчета падающий солнечный свет должен быть перпендикулярен поверхности. Эти факторы, такие как солнечная инсоляция, зависят от атмосферы, угла наклона солнца и расстояния между солнцем и Землей, поэтому более сложные расчеты могут описать их для проведения более значимых измерений.

Расчет солнечной радиации и инсоляции

При использовании калькуляторов для получения значений солнечной инсоляции вы должны понимать физические принципы, лежащие в основе самой солнечной инсоляции. Есть несколько простых математических уравнений, которые могут описать солнечную инсоляцию. Это может помочь вам узнать больше о том, как солнечная инсоляция используется в областях исследований, использующих энергию солнечного света.

Солнечная инсоляция тесно связана с самим солнечным излучением, но инсоляция дает вам более точный способ расчета излучения на отдельном объекте, имеющем отношение к энергии, чем просто измерение самого солнечного света.

Солнечное излучение — это электромагнитный свет, исходящий непосредственно от солнца. Обычно это диапазон от видимого света до ультрафиолетовых лучей, а в некоторых случаях даже до рентгеновских и инфракрасных волн. Это означает, что солнечное излучение дает вам надежный способ определения света, поддерживающего жизнь на Земле. Атмосфера, окружающая планету, обычно отклоняет другие, более вредные компоненты солнечной радиации.

Вы можете использовать расчет солнечной радиации, чтобы определить реакции ядерного синтеза самого Солнца. Эти явления производят солнечный гелий из 700 миллионов тонн водорода в секунду. Знаменитое уравнение Эйнштейна E = mc ² ​ описывает этот процесс, который разрывает атомные связи между атомами водорода для энергии реакции ​ E ​ в джоулях, массы, потерянной в процессе ​ m ​ в кг и скорости света ​ c ​ (3,8 x 10 ⁸ м/с). Процесс слияния — это то, как солнце само производит электромагнитные волны излучения.

Использование исследований солнечной инсоляции

Проекты солнечных систем полагаются на солнечную инсоляцию, чтобы измерить, насколько мощными они должны быть максимально эффективными. Инженеры, работающие над этими проектами, используют солнечную инсоляцию, чтобы определить, как оценить, сколько энергии должны производить фотоэлектрические системы.

Данные, относящиеся к солнечной инсоляции, также полезны для определения, интерпретации и сравнения типов физической погоды на Земле в связи с обращением Земли вокруг Солнца. Это распространяется на карбонатные или кремнисто-обломочно-карбонатные склоны, геологические особенности наклона от низкого уклона к мелководным береговым линиям, чтобы выяснить, как Земля улавливает солнечное тепло при формировании этих особенностей.

Наконец, инженеры-строители должны учитывать радиацию и солнечную инсоляцию при создании зданий, чтобы выдерживать температуру и тепло солнца.

Калькулятор солнечной инсоляции | Fabhabs

Ежедневный калькулятор солнечной энергии

Эта страница предназначена для ответа на вопрос:

«Сколько энергии будет генерировать солнечная панель».

​

Используйте этот инструмент для расчета средней дневной инсоляции в любой точке мира по месяцам. Полезно для строителей фургонов, желающих оценить реальную мощность солнечных батарей.

Перейти прямо к калькулятору

Калькулятор ежедневной солнечной инсоляции

Этот калькулятор основан на данных проекта NASA CERES. Данные за последние семь лет были обработаны и включены в этот инструмент.

​

Количество солнечной энергии, доступной в данном месте, зависит от ряда факторов:

Этот инструмент учитывает все вышеперечисленное при условии, что панели расположены горизонтально.

Что означает инсоляция?

Инсоляция относится к количеству энергии (в джоулях или чаще киловатт-часах) на единицу площади в течение заданного времени. Для определения размера солнечной батареи наиболее полезными единицами измерения являются кВтч на м² в день.

​

Излучение – еще один широко распространенный термин. Солнечное излучение — это количество энергии (в джоулях в секунду или ваттах), поступающей в любой момент. Это мера энергии, поступающей на единицу площади в секунду. Распространенными единицами являются Вт на м².

Этот инструмент предоставляет данные об инсоляции, которые полезны для определения размеров солнечных систем.

Как насчет ориентации панели?

В этом калькуляторе предполагается, что солнечные панели установлены горизонтально (например, на крыше грузовика или фургона) и не отслеживают движение солнца в течение дня. Это наиболее распространенная установка для автомобильных систем и, следовательно, наиболее актуальная для val life, экспедиционных грузовиков и внедорожников.

Для этого необходимо использовать данные горизонтальной инсоляции. Как показано выше, прямые нормальные данные инсоляции предполагают, что интересующий квадратный метр обращен точно к солнцу, что редко бывает в постройках кемперов. Этот инструмент выводит горизонтальную инсоляцию.

Калькулятор ежедневной солнечной инсоляции

Начните вводить адрес, затем выберите из выпадающего списка0220

Широта (десятичная)

Долгота (Десятичная)

Рассчитайте

Эта скрытая текстовая коробка будет хранить значения из API

Результаты. кВтч/м²/день)

январь

февраля

март

апрель

май

Jun

Jul

Aug

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

Фактор пыли, мусора, грязи, остатков и т.

д.?

0,9

Предупреждение: Отключение этого параметра приведет к нереалистичным результатам.

Уменьшает коэффициент пропускания на 10%.

0,8

Фактор температурной неэффективности?

Предупреждение: Отключение этого параметра приведет к нереалистичным результатам.

Снижает эффективность преобразования на 20%.

0,95

Фактор старения панелей?

Предупреждение: Отключение этого параметра приведет к нереалистичным результатам.

Снижает эффективность преобразования на 5%.

0,98

Фактор эффективности MPPT для получения питания от батареи?

Предупреждение: Отключение этого параметра приведет к нереалистичным результатам.

Снижает эффективность преобразования на 2%.

Realistic   average daily solar insolation by month (kWh/m²/day)

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

ноябрь

декабрь

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

SolarCalcAnchor

Что дальше?

Рассчитайте, сколько энергии будет производить панель или массив в день.