[go: up one dir, main page]

SK136999A3 - Method for the measurement of solar radiation availability and measuring apparatus for performing this method - Google Patents

Method for the measurement of solar radiation availability and measuring apparatus for performing this method Download PDF

Info

Publication number
SK136999A3
SK136999A3 SK136999A SK136999A SK136999A3 SK 136999 A3 SK136999 A3 SK 136999A3 SK 136999 A SK136999 A SK 136999A SK 136999 A SK136999 A SK 136999A SK 136999 A3 SK136999 A3 SK 136999A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
sun
measured
measuring
point
graph
Prior art date
Application number
SK136999A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Ivo Misik
Pavel Hyks
Original Assignee
Ivo Misik
Pavel Hyks
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ivo Misik, Pavel Hyks filed Critical Ivo Misik
Priority to SK136999A priority Critical patent/SK136999A3/en
Publication of SK136999A3 publication Critical patent/SK136999A3/en

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

Spôsob merania dostupnosti slnečného žiarenia, ktorý je charakteristický tým, že najprv sa zistia zemepisné súradnice meraného miesta, potom sa na určený časový údaj bud' spracuje graf zdanlivej dráhy Slnka vo vzťahu k tomuto miestu, a potom sa zobrazí na priehľadnom podklade, alebo sa vyberie z databázy. Potom sa s použitím meracieho prístroja sleduje čiara grafu zdanlivej dráhy Slnka vo vzťahu k meranému miestu a po zistení stavu, že prekážky nedosahujú čiaru grafu zdanlivej dráhy Slnka, sa tento stav ignoruje, lebo prekážky ne- zatieňujú merané miesto a po zistení stavu, prekážky presahujú čiaru grafu zdanlivej dráhy Slnka, prípadne po zistení stavu, že prekážky sú nad touto čiarou sa poznatok ďalej využije, lebo prekážky zatieňujú merané miesto. Merací prístroj využiteľný pri uskutočňovaní uvedeného spôsobuje uvedený na obrázku.The method of measuring the availability of solar radiation, which is characterized by first determining the geographic coordinates of the measured location, then either the graph of the apparent path of the Sun in relation to that location is processed to the specified time, and then displayed on a transparent background or selected from the database. Then, using the meter, the line of the apparent path of the Sun is observed in relation to the measured point, and after the condition that the obstacles do not reach the line of the apparent path of the Sun, this condition is ignored because the obstacles do not obscure the measured point the line of the graph of the apparent path of the Sun, eventually after detecting that the obstacles are above this line, the knowledge is further used because the obstacles obscure the measured point. The measuring apparatus useful in the above embodiment is shown in the figure.

Description

Spôsob merania dostupnosti slnečného žiarenia a merací prístroj využiteľný pri uskutočňovaní tohto spôsobuA method of measuring the availability of sunlight and a measuring apparatus useful in practicing the method

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka metód merania dostupnosti slnečného žiarenia pre konkrétne miesto a rieši problém zvýšenia presnosti merania, jednoduchosti a ekonomickej výhodnosti pri uskutočňovaní procesu merania tohto druhu a zároveň rieši problém jeho technického zabezpečeniaThe invention relates to methods of measuring the availability of solar radiation for a specific location and solves the problem of increasing the measurement accuracy, simplicity and economic advantage in carrying out the measurement process of this kind, while also solving the problem of its technical security

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V ostatnom čase sa venuje zvýšená pozornosť využitiu prírodných zdrojov energie. Jedna z týchto zdrojov je slnečná energia. Okrem prirodzených priamych účinkov slnečného žiarenia, ktorým je ovplyvňovanie biologických procesov v živom organizme a prirodzených spôsobov zúžitkovania slnečnej energie, ako je napríklad jej využitie pri priamom sušení, ohreve, sa slnečná energia po transformácii pomocou rôznych zariadení a pomôcok využíva napríklad ako tepelná a elektrická energia. V uvedených prípadoch ide o aktívne využitie slnečnej energie.Recently, increased attention has been paid to the use of natural energy sources. One of these sources is solar energy. In addition to the natural direct effects of solar radiation, which are influencing biological processes in the living organism and natural ways of utilizing solar energy, such as its use in direct drying, heating, solar energy after transformation by various devices and utilities is used, for example, as heat and electricity . In these cases, it is an active use of solar energy.

O cieľavedomom pasívnom využití slnečnej enegrie sa hovorí v prípade jej absorpcie a akumulácie objektami a konštrukčnými prvkami, ktoré svojim tvarom a materiálovou štruktúrou sú schopné tohto procesu.The purposeful passive use of solar energy is mentioned in the case of its absorption and accumulation by objects and structural elements, which by their shape and material structure are capable of this process.

Vo všeobecnosti možno prijať záver, že vzhľadom na výrazné znižovanie zásob tradičných zdrojov enegií ako sú uhlie ropa, zemný plyn, je riadené zvyšovanie využiteľnosti energie Slnka stále aktuálnejšie vo všetkých oblastiach života. V súvislosti s tým sa dostáva do popredia vedný odbor zaoberajúci sa využívaním slnečnej energie a v rámci toho podstystém, ktorého cieľom je zisťovanie rozsahu pôsobenia slnečnej energie na konkrétne alebo fiktívne miesta v časovom okamžiku alebo období. V zásade existujú tri druhy času trvania slnečného svitu a to astronomicky možný, teoretický, ktorý je časom možným v danom mieste za predpokladu úplne voľného, nezatieneného horizontu a za úplne jasnej bezoblačnej oblohy a efektívne možný, ktorým je astronomický čas pre danéIn general, it can be concluded that, given the significant reduction in stocks of traditional sources of energy such as coal oil, natural gas, the managed increase in solar energy use is becoming increasingly up-to-date in all areas of life. In this context, the science of solar energy and the sub-system aiming to ascertain the extent of solar energy at specific or fictional locations at a point in time or period are at the forefront. In principle, there are three types of astronomical time of sunshine, theoretical, which is the time possible at a given location, assuming a completely free, unshaded horizon and a completely clear cloudless sky, and effectively the astronomical time for a given

X miesto skrátený o dobu trvania počas, ktorej Slnko zatieňujú prekážky. Tretím časom trvania slnečného svitu je skutočný čas trvania slnečného svitu meraný Cambell-Stokesovým guľovým heliografom. Princípom funkcie tochto prístroja je, že počas pôsobenia slnečného svitu sa v špeciálnom papierovom materiály vypaľuje záznam. Vypálené úseky záznamu sa sčítajú a výsledok je skutočnou dobou trvania slnečného svitu. Tento údaj je informatívny a platí pre jedno merané miesto. Percentuálny pomer medzi slnečnými a zamračenými dňami sa vyhodnotí štatisticky.X a place shortened by the duration during which the sun is obscured by obstacles. The third sunshine time is the actual sunshine time measured by a Cambell-Stokes ball heliograph. The principle of operation of these devices is that during exposure to sunlight, a special paper material burns the record. The burnt-out sections of the recording are added together and the result is the actual duration of the sunshine. This data is informative and is valid for one measuring point. The percentages between sunny and cloudy days are evaluated statistically.

Vzhľadom nato, že stavebníctvo je jedným z odvetví, kde využívanie slnečnej energie má rozsiahle možnosti, či už aktívnym alebo pasívnym spôsobom, zaviedlo toto odvetvie systém normatívnych pravidiel na posudzovanie preslnenia miestností a zatienienia budov. Na tento účel sa v stavebníctve používa metóda stanovenia preslnenia stavebných objektov s využitím grafu doby preslnenia a metóda stanovenia zatienenia stavebných objektov s použitím diagramu zatienenia. Obidva grafy sú zobrazené na priehľadnom podklade a znázorňujú vo vybraných dňoch roka zdánlivý priebeh dráhy Slnka v súradnicovom systéme alebo v priemete oblohy. Tieto slnečné diagramy sú založené na znázornení matematickej funkcie horizontálnych súradníc Slnka v závislosti od denného a ročného obdobia. Na zisťovanie uhla dopadu a elevačných uhlov slnečného lúča slúži doplnkový priesvitkový nomogram a v spojení so slnečným nomografom slúži na získanie poznatkov o smere a pomernej dĺžke tieňa od rozlične vysokých prekážok. Priesvitkové diagramy určujú vonkajšiu slnečnú ožiarenosť povrchov a hustotu tepelného zisku zo slnečného žiarenia cez referenčné zasklenie.Given that construction is one of the sectors where the use of solar energy has extensive possibilities, whether in an active or passive way, the sector has introduced a system of normative rules for assessing overcrowding and building shading. For this purpose, the building industry uses the method of determining the glare of buildings using the graph of glare time and the method of determining the shading of buildings using the shading diagram. Both graphs are shown on a transparent background and show the apparent course of the Sun's orbit in the coordinate system or sky sky on selected days of the year. These solar diagrams are based on a representation of the mathematical function of the horizontal coordinates of the Sun depending on the time of day and time of year. To determine the angle of incidence and elevation angles of the sun's beam, a supplementary translucent nomogram is used and, in conjunction with the solar nomograph, it provides information on the direction and relative length of the shadow from variously high obstacles. Translucent diagrams determine the external solar irradiance of surfaces and the density of heat gain from solar radiation through the reference glazing.

Vytvárajú sa slnečné diagramy pravouhlé, kde súradnicami sú výška Slnka a azimut Slnka a polárne, kde súradnicami sú výška Slnka ako rádiusvektor a azimut ako polárny uhol. Podľa spôsobu premietania oblohovej hemisféry so zdanlivými dráhami Slnka na horizontálnu rovinu v smere posudzovania sa slnečné diagramy delia na ortografické, ktoré znázorňujú ortografický priemet oblohovej hemisféry so zdanlivými dráhami Slnka na horizontálnu rovinu v smere posudzovania. Ďalej na stereografické, ktoré znázorňujú centrálny priemet oblohovej hemisféry so zdánlivými dráhami Slnka na horizontálnu rovinu v mieste posudzovania so stredom premietania v nadirovom bode ako aj na cotangesové zSolar diagrams are formed rectangular, where the coordinates are the height of the Sun and the azimuth of the Sun and the polar, where the coordinates are the height of the Sun as the radiusvector and the azimuth as the polar angle. According to the method of projecting the hemispheres with the apparent paths of the Sun to the horizontal plane in the viewing direction, the solar diagrams are divided into orthographs, which show the orthographic projection of the oblique hemisphere with the apparent paths of the Sun to the horizontal plane in the viewing direction. Furthermore, stereographic, which depicts the central projection of the hemisphere with the apparent orbits of the Sun on a horizontal plane at the assessment point with the center of the projection at the nadir point, as well as the cotanges from

slnečné diagramy udávajú v polárnom súradnicovom systéme polomery kružníc pre výšku Slnka a centrálny priemet oblohovej hemisféry so zdanlivými dráhami Slnka na vodorovnú rovinu, ktorá sa nachádza v jednotkovej výške nad miestom posudzovania.The solar diagrams show the radius of the circle for the height of the Sun and the central projection of the hemisphere with the apparent orbits of the Sun to a horizontal plane at a unit height above the assessment point in the polar coordinate system.

Pre jednoduché prípady, graf doby preslnenia postačuje na posúdenie dostatočného preslnenia a oslnenia miestností vo vzťahu k orientácii na svetové strany a k odstupu zacláňajúcich prekážok. Preslnenie sa počíta pre kritické dátumy a to 1. marec a 21. jún pri minimálnej výške Slnka nad horizontom 5°, s odklonom smeru dopadajúcich lúčov od fasády najmenej 25° a s dobou insolácie minimálne 1,5 hodiny.For simple cases, the glare chart is sufficient to assess the sufficient glare and glare of the rooms in relation to the orientation to the cardinal points and the distance of the obstruction obstructions. The glare is calculated for critical dates of 1 March and 21 June at a minimum height of the Sun above the horizon of 5 °, with at least 25 ° deflection of the incident rays from the facade and with an insollation time of at least 1.5 hours.

V zložitejších prípadoch je účelné zistiť časový priebeh preslnenia počas dlhšieho obdobia. Obyčajne sa pritom používajú slnečné diagramy, v ktorých sú zakreslené priemety zdánlivých dráh slnka počas roka a obrysy tieniacich prekážok. V čase, keď prekážky prekrývajú slnečné dráhy je posudzovaný bod zatienený.In more complicated cases, it is expedient to determine the time course of glare over a longer period. Usually, solar diagrams are used in which the projections of the apparent solar paths during the year and the contours of the shielding obstacles are drawn. At a time when obstacles overlap the solar paths, the assessed point is overshadowed.

Na diagramoch zatienenia sú zobrazené pôdorysné priemety slnečných lúčov dopadajúcich do posudzovaného miesta v polhodinových intervaloch a sústava očíslovaných kriviek. Tieto krivky sú pôdorysnými priemetmi vodorovných kriviek, ktoré počas dňa práve tienia posudzovaný bod a ich očíslovanie odpovedá príslušnému počtu dielikov stupnice pod diagramami.The shading diagrams show plan projections of the rays of the sun reaching the assessed site at half-hour intervals and a set of numbered curves. These curves are plan views of the horizontal curves which, during the day of shading, the point to be assessed and their numbering correspond to the appropriate number of scale divisions below the diagrams.

Určitým problémom týchto metód je správne odhadnutie resp. odmeranie výšky cloniacich prekážok. Obvykle sa to realizuje násobením rozmeru opakujúcich sa prvkov. Zložité je i stanovenie výškového rozdielu v umiestnení tieneného a teniaceho telesa. Správne určenie týchto hodnôt je možné len s použitím geodetických pomôcok, čo je ekonomicky nevýhodné v dôsledku časovej a kapacitnej náročnosti. Obtiažne a prakticky nemožné je stanovenie tieňa vrhaného nepravidelnými objektami ako sú napríklad stromy, tvarovo zložitejšie antény ap.A certain problem with these methods is the correct estimation, respectively. measuring the height of screening obstacles. This is usually done by multiplying the size of the repeating elements. It is also difficult to determine the height difference in the position of the shielded and shielded body. Correct determination of these values is only possible with the use of geodetic aids, which is economically disadvantageous due to the time and capacity requirements. It is difficult and practically impossible to determine the shadow cast by irregular objects such as trees, more complex antennas, etc.

Pokrokom pri určovaní doby zatienenia objektov bola aplikácia výpočtovej techniky. Programové produkty CAD sú schopné spracovať údaje s využitím známych matematických vzťahov a prakticky simulovať podmienky, pri ktorých objekty zatienené. Problémom tejto metódy je riziko nepresností vo vzťahu k realite.The application of computer technology was a progress in determining the shading time of objects. CAD software products are able to process data using known mathematical relationships and practically simulate the conditions under which objects are shadowed. The problem with this method is the risk of inaccuracies in relation to reality.

V súvislosti s grafmi zdanlivej dráhy Slnka je potrebné podotknúť, že existuje viac matematických výpočtov pre ich zostrojenie. Nevýhodou známych metód výpočtu je rezerva v presnosti výpočtu a ich závislosť na prestupnosti roka.In connection with the graphs of the apparent orbit of the Sun, it should be noted that there are more mathematical calculations for their construction. The disadvantage of known calculation methods is the reserve in the accuracy of the calculation and their dependence on the permeability of the year.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Riešiť uvedené problémy je cieľom metódy merania dostupnosti slnečného žiarenia podľa vynálezu a jej podstata spočíva vtom, že najprv sa zistia zemepisné súradnice meraného miesta t. j. zemepisná šírka a dĺžka napríklad z katastrálnej mapy, pomocou satelitného zameriavača. Následne sa s využitím počítača spracuje pre určený časový údaj graf zdanlivej dráhy Slnka vo vzťahu k meranému miestu ako závislosť výšky Slnka a azimutu Slnka s hodnotami na horizontálnej súradnici topocentrického matematického súradnicového systému so stredom v meranom mieste a deklinácie Slnka a hodinového uhla slnka s hodnotami na rovníkovej súradnici tohto súradnicového systému. Potom sa graf zobrazí na priehľadnom podklade. Graf zdanlivej dráhy Slnka je možné vyhotoviť s využitím databázy Ďalej sa na meranie dostupnosti slnečného žiarenia v skutočných podmienkách pripraví merací prístroj, či už usporiadaním do priestoru meraného miesta alebo mimo neho a sa vybaví grafom zdanlivej dráhy Slnka. Žatým sa s použitím meracieho prístroja sleduje čiara grafu zdanlivej dráhy Slnka vo vzťahu k meranému miestu a po zistení stavu, že prekážky nedosahujú čiaru grafu zdanlivej dráhy slnka sa tento stav ignoruje, lebo prekážky nezatieňujú merané miesto a zistenie stavu, že prekážky presahujú čiaru grafu zdanlivej dráhy slnka, prípadne zistenie stavu, že prekážky sú nad touto čiarou, je poznatkom, že tieto prekážky zatieňujú merané miesto. Poznatok sa využije ako zistený stav alebo na stanovenie časového údaju súvisiaceho so zatienením meraného miesta odčítaním jeho hodnoty z vodorovnej osi pravouhlého súradnicového systému grafu zdanlivej dráhy Slnka. Poznatok je možné využiť tiež na určenie doby trvania zatienenia jej odčítaním z vodorovnej osi pravouhlého súradnicového systému grafu zdanlivej dráhy Slnka alebo pri výpočte pôsobenia slnečného svitu na merané miesto za časovú jednotku s tým, že na základe údajov na vodorovnej osi pravouhlého súradnicového sytému sa najprv stanoví celková doba zatienenia meraného za časovú jednotku a výsledok sa odpočíta od doby trvania insolácie za rovnakú časovú jednotku.The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems by measuring the availability of the solar radiation, which is based on the fact that the geographical coordinates of the measured point t are first determined. j. latitude and longitude from, for example, a cadastral map, using a satellite sight. Subsequently, using a computer, a graph of the apparent solar path in relation to the measured location is plotted as a function of the height of the Sun and the azimuth of the Sun with the horizontal coordinate of the topocentric mathematical coordinate system centered at the measured location. equatorial coordinates of this coordinate system. The graph then appears on a transparent background. A graph of the apparent solar path can be made using a database. In addition, a measuring instrument is prepared to measure the availability of solar radiation in real conditions, whether arranged in or outside the measured location, and is provided with a graph of the apparent solar path. Using the measuring instrument, the line is followed by the line of the Sun's apparent trajectory in relation to the site being measured, and after finding that the obstructions do not reach the line of the apparent Sun's trajectory, this condition is ignored because the obstructions do not obscure the measured location. the paths of the sun, or finding out that the obstacles are above this line, is a recognition that these obstacles obscure the measured location. The knowledge is used as a detected state or for determining the time value related to the shading of the measured place by subtracting its value from the horizontal axis of the rectangular coordinate system of the apparent solar path. The knowledge can also be used to determine the duration of shading by subtracting it from the horizontal axis of the rectangular coordinate system of the Sun's apparent orbit or to calculate the exposure of sunlight to a measured location per unit of time, based on data on the horizontal axis of the rectangular coordinate system. the total shading time measured per unit of time and the result is subtracted from the duration of insollation for the same unit of time.

K podstate spôsobu, merania dostupnosti slnečného žiarenia, ktorý je predmetom ochrany prináleží i matematický vzťah na výpočet deklinácie δ vyjadrený vzorcomThe mathematical relationship for calculating the declination δ expressed by the formula also belongs to the principle of measuring the availability of solar radiation, which is the subject of protection.

S = X (-/,.cosS = X (- /,. Cos

Á=0 kde:Á = 0 where:

2.π .k.JĽf, 365 ,24222.π .kJ Lf , 365, 2422

Bk .sinB k .sin

2.n.k.J Kl, 365 ,2422 '2.nkJ Kl , 365, 2422 '

Jer - poradové číslo dňa podľa efemeridného kalendáraJer - serial number of the day according to ephemeris calendar

Ak, Bk - konštantyIf, Bk - constants

k to Ak if Bk bk 0 0 -0, 376844 -0, 376844 0,0 0.0 I I 23,0224 23.0224 3,030996 3.030996 0,376798 0.376798 0,0202648 0.0202648 3 3 0,156487 0.156487 0,0671917 0.0671917 4 4 0,0037134 0.0037134 0,0405296 0.0405296 5 5 0,00240423 0.00240423 0,000543282 0.000543282 6 6 0,00308411 0.00308411 0,001 15843 0,001 15843 7 7 -0,00644446 -0.00644446 - 0,00209307 - 0,00209307

Na výpočet hodinového uhla t určovaného od juhu sa použije postup t = 15° (H-12) (°) kdeTo calculate the clock angle t determined from the south, the procedure t = 15 ° (H-12) (°) where

H = pravý slnečný čas, ktorý sa prepočíta na stredoeurópsky čas podľa vzorca 4(^-15°)H = true solar time, which is converted to Central European Time according to formula 4 (^ - 15 °)

H = SEČ +- -η (hod,0),H = CET + - -η (hr, 0 )

60° kde η znamená časovú korekciu, odchýlku, časovú rovnicu (hod.) a vypočíta sa podľa vzorca60 ° where η stands for time correction, deviation, time equation (hours) and is calculated according to the formula

Σζ Λ /ΓΕ* (A,.cos-—Σζ Λ / * * (A, .cos-—

365,2425365.2425

365,2425 kde:365,2425 where:

JeTJeT

At, Bk k 0 1 2At, Bk to 0 1 2

77

- poradové číslo dňa podľa efemerídného kalendára- the serial number of the day according to the ephemeris calendar

- konštanty- constants

Akif

0,017865690.01786569

-0,57147517-0.57147517

3,140902613.14090261

0,100283820.10028382

0,065351980.06535198

0,064341 120,064341 12

-0,09150529-0.09150529

0,020767660.02076766

Bk B k

0,000.00

7,37546916 9,36569358 0,36444269 0,14026852 0,04191150 0,00062470 -0,071635747.37546916 9.36569358 0.36444269 0.14026852 0.04191150 0.00062470 -0.07163574

SEČ znamená stredoeuropský čas λ z znamená zemepisnú dĺžku (°)CET means Central European Time λ z means longitude (°)

H v letnom čase je Hw-1 hod.H in summer time is H w -1 hours.

Výhodou metódy, ktorá je predmetom ochrany, že umožňuje vytvárať podmienky na meranie dostupnosti slnečného žiarenia v mieste usporiadanom nad meraným miestom. Vtedy sa merací prístroj pripraví premiestnením od meraného miesta severným smerom o vzdialenosť vyjadrenú vzťahomThe advantage of the method that is subject to protection is that it allows to create conditions for measuring the availability of solar radiation at a location arranged above the measured site. In this case, the measuring instrument is prepared by moving it from the measured point in the north direction by the distance expressed in relation

V tgz2 kde I je vzdialenosť premiestnenia meracieho prístroja V je výška meraného bodu nad meracím miestom z2je výška Slnka v stupňochV tgz 2 where I is the displacement distance of the measuring instrument V is the height of the measured point above the measuring point z 2 is the height of the Sun in degrees

Pre svahovitý terén sa dĺžka premiestnenia vyjadruje vzťahomFor sloping terrain, the length of displacement is expressed in relation

V-AV tgz2 kde I je vzdialenosť premiestnenia meracieho prístroja V je výška meraného bodu nad meraným miestom ÁV je výšková vzdialenosť medzi meraným miestom a meraným bodom z2 je výška Slnka (°)The AV-tgz 2 where I is the distance displacement measuring instrument at the height of the measuring point measured over the place and the height distance between the measuring point and the measured point 2 of the height of the sun (°)

Dostupnosť slnečného žiarenia v mieste nad meraným miestom je možné merať i tak, že merací prístroj zostane umiestnený v meranom mieste a vyklopí sa horizontálna rovina prístroja v osi sever - juh o uhol vyjadrený vzťahomThe availability of solar radiation at a point above the measured point can also be measured by keeping the meter in position and tilting the horizontal plane of the device in the north-south axis by an angle expressed by

V χ = arctg-------------h cosAp kde χ je uhol vyklopenia horizontálnej roviny prístroja v osi sever - juh v je výška dostupnosti slnečného žiarenia nad meraným miestom h je vzdialenosť tieniacej prekážky od meraného miesta AP je azimut prekážkyV χ = arctg ------------- h cosAp where χ is the tilting angle of the horizontal plane of the instrument in the north-south axis v is the height of solar radiation availability above the measured location h is the distance of the obstruction obstacle from the measured location A P is the azimuth of the obstacle

Súčasťou vynálezu je prístroj umožňujúci sledovanie čiary grafu zdanlivej dráhy Slnka a prekážok pri meraní dostupnosti slnečného žiarenia v meranom mieste, v skutočných podmienkách. Jeho podstata spočíva vtom, že ho tvorí nosič polohovo nastaviteľný vo vzťahu k horizontálnej ako aj k vertikálnej rovine. Tento zabezpečuje priehľadnosť a je buď prispôsobený na uloženie, prípadne prichytenie alebo pripevnenie priehľadného podkladu s grafom zdanlivej dráhy Slnka alebo obsahuje uložený prípadne, prichytený alebo pripevnený priehľadný podklad s grafom zdánlivej dráhy Slnka. Merací prístroj 'dalej obsahuje optický prístroj umožňujúci súčasne sledovať čiaru grafu po celej dĺžke skonštatnou vzdialenosťou a prekážky, z hľadiska merania insolácie meraného miesta súvisiaceho s týmto miestom. Takisto obsahuje statív, na ktorom je nosič uložený.A part of the invention is an apparatus enabling to follow the line of the graph of the apparent path of the Sun and obstacles in measuring the availability of solar radiation at the measured location, under actual conditions. It is based on the fact that it consists of a carrier which is adjustable in relation to the horizontal as well as the vertical plane. This provides transparency and is either adapted to receive or attach or attach a transparent substrate with a chart of the apparent path of the Sun, or include a deposited, attached, or attached transparent substrate with a chart of the apparent path of the Sun. The measuring apparatus further comprises an optical instrument enabling simultaneously to trace the graph line along a constant distance and obstructions, in terms of measuring the insollation of the measured location associated with that location. It also includes a tripod on which the carrier is mounted.

Prístroj je vybavený pomôckou na zisťovanie vodorovnej polohy, aparátom na určenie svetových strán a polohovacím mechanizmom na nastavovanie nosiča. Merací prístroj môže obsahovať pomôcku na meranie jeho sklonu. Polohovo nastaviteľný nosič obsahuje polohovací mechanizmus vybavený rovinnou plochou na ktorej je uložená rovinná alebo zakrivená, výhodne valcová stena z priehľadného materiálu, pomôcka na zisťovanie vodorovnej polohy rovinnej plochy a prístroj na určovanie svetových strán. Pripevnenie optického prístroja k meraciemu prístroju je pohyblivé. Z praktického hľadiska je výhodné ak priehľadný podklad je plastová fólia.The apparatus is equipped with a horizontal positioning aid, an apparatus for determining cardinal points and a positioning mechanism for adjusting the carrier. The measuring instrument may comprise a device for measuring its inclination. The position-adjustable carrier comprises a positioning mechanism provided with a planar surface on which a planar or curved, preferably cylindrical wall of transparent material is supported, a horizontal plane position detection aid, and an apparatus for determining cardinal points. The attachment of the optical instrument to the measuring instrument is movable. In practice, it is preferred that the transparent substrate is a plastic film.

V porovnaní s existujúcim stavom metóda merania dostupnosti slnečného žiarenia podľa vynálezu a prístroj využiteľný pri jeho aplikácii, zabezpečuje presné meranie zatienenia v skutočných podmienkách a vytvárajú predpoklady na takmer okamžité posúdenie stavu vo vzťahu k meranému miestu alebo posúdenie stavu za vymedzený časový úsek bez ohľadu na počasie. Metóda poskytuje možnosť jednoduchej konštrukcie meracieho prístroja, čo sa pozitívne odrazí v nákladoch na jeho zaobstaranie a pri manipulácii s nim v dôsledku zrýchlenia procesu, jednoduchosti manipulácie a potreby nižších kvalifikačných predokladov obsluhy.Compared to the existing state, the method of measuring the availability of solar radiation according to the invention and the instrument useful in its application, ensure accurate measurement of shading in real conditions and create the prerequisites for almost instantaneous assessment of the condition relative to the measured location or condition for a defined period regardless of the weather . The method provides the possibility of simple construction of the measuring instrument, which is positively reflected in the cost of procurement and handling, due to the acceleration of the process, ease of handling and the need for lower qualifications of the operator.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Princíp metódy merania dostupnosti slnečného žiarenia a meracieho prístroja využiteľného pri aplikácii tejto metódy sú znázornené na obrázkoch. Veľmi zjednodušený východiskový princíp pre metódu merania dostupnosti slnečného žiarenia vyjadruje Obr. 1. Pomocou Obr.2 je vysvetlený postup pri meraní zatienenia nad meraným miestom pri usporiadaní meracieho prístroja na vodorovnej ploche a na Obr. 3 rovnaký postup merania vo svahovitom teréne. Obr. 4 graficky a v axonometrii vyjadruje podstatu merania dostupnosti slnečného žiarenia bodu umiestneného nad meraným miestom s využitím vyklopenia meracieho prístroja.The principles of the method of measuring the availability of solar radiation and a measuring instrument useful in the application of this method are shown in the figures. A very simplified starting principle for the method of measuring the availability of solar radiation is shown in FIG. 1. By means of Fig. 2, the procedure for measuring the shading above the measured point in the arrangement of the meter on a horizontal surface and in Fig. 1 is explained. 3 shows the same measurement procedure in sloping terrain. Fig. 4 is a graphical and axonometric representation of the principle of measuring the availability of solar radiation at a point located above the measured site by tilting the measuring instrument.

Obr. 5 znázorňuje bočný pohľad, Obr. 6 čelný pohľad a Obr. 7 pôdorysný pohľad na prístroj na sledovanie čiary grafu zdánlivej dráhy Slnka a prekážok súvisiacich so zatienením meraného miesta.Fig. 5 is a side view, FIG. 6 is a front view and FIG. 7 is a plan view of an apparatus for following a line of a graph of the apparent path of the sun and obstructions associated with the shading of the measured location.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Spôsob merania dostupnosti slnečného žiarenia, ktorý je predmetom ochrany sa vychádza z vedeckých poznatkov sférickej astronómie, ktorá skúma zákonitosti zmeny vzájomnej polohy nebeských telies a Slnka. Vplyvom pohybu Zeme opisuje Slnko zdánlivú dráhu na oblohe, rovnobežnú s rovníkom. Za účelom matematického modelovania tohoto deja potrebné zaviesť topocentrický matematický súradnicový systém so stredom v mieste pozorovania na zemskom povrchu. Týmto spôsobom je možné definovať aj vzájomnú polohu Slnka a Zeme v jednotlivých vybraných obdobiach alebo priamo v určitom čase. Pri riešení insolácie sa využívajú uhlové súradnice Slnka na oblohovej sfére, definované vzhľadom na dve základné roviny a to horizontálne súradnice - výška Slnka a azimut Slnka a rovníkové súradnice- deklinácia Slnka a hodinový uhol Slnka. Pri výpočte zdánlivej polohy Slnka na oblohe sa vychádza z geografickej polohy príslušného miesta na zemeguli, z rotácie Zeme vyjadrenej časom a zo vzájomnej polohy Slnka a Zeme vo vesmíre. Poloha miesta na Zemi je určená jeho zemepisnou šírkou ψ a jeho zemepisnou dĺžkou λ. Vzájomná poloha Slnka a miesta na Zemi sa určuje deklináciou δ, t.j. zmenami sklonu severnej zemskej osi vzhľadom na Slnko.The method of measuring the availability of sunlight, which is the subject of protection, is based on scientific knowledge of spherical astronomy, which examines the patterns of changes in the mutual position of the celestial bodies and the Sun. Due to the movement of the Earth, the Sun describes an apparent orbit in the sky, parallel to the equator. In order to mathematically model this event, it is necessary to introduce a topocentric mathematical coordinate system centered at the point of observation on the Earth's surface. In this way, it is also possible to define the relative position of the Sun and the Earth in individual selected periods or directly at a certain time. When solving the insolutions, the angular coordinates of the Sun on the orbital sphere are used, defined with respect to two basic planes, namely the horizontal coordinates - the height of the Sun and the azimuth of the Sun and the equatorial coordinates - the declination of the Sun and the angle of the Sun. The calculation of the apparent position of the Sun in the sky is based on the geographical position of the respective place on the globe, the Earth's rotation in time and the relative position of the Sun and the Earth in space. The location of a place on the Earth is determined by its latitude ψ and its longitude λ. The relative position of the Sun and the place on the Earth is determined by the declination δ, i. by varying the inclination of the northern Earth's axis relative to the Sun.

Spôsob podľa vynálezu je charakteristický tým, že najprv sa zistia hodnoty zemepisnej šírky a dĺžky meraného miesta 10 s využitím údajov v katastrálnej alebo inej mapy, prípadne pomocou satelitného zameriavača. Potom sa pre konkrétny časový údaj, napríklad konkrétny deň, a zemepisné súradnice meraného miesta 10 spracuje graf 2.1 zdanlivej dráhy Slnka _vo vzťahu k tomuto miestu ako závislosť výšky Slnka 1J. a azimutu Slnka 11. s hodnotami na horizontálnej súradnici topocentrického matematického súradnicového systému so stredom v meranom mieste 10 a deklinácie Slnka 11 a hodinového uhla Slnka H s hodnotami na rovníkovej súradnici tohto súradnicového systému. Deklinácia δ Slnka H sa vypočíta s využitím nasledovného matematického vzťahu «>The method according to the invention is characterized in that the latitude and longitude values of the measured point 10 are first determined using data in a cadastral or other map, possibly using a satellite sight. Then, for a particular time stamp, for example a particular day, and the geographic coordinates of the measured location 10, a graph 2.1 of the apparent path of the Sun in relation to that location is processed as a dependence of the height of the Sun. and the azimuth of the Sun 11 with the values at the horizontal coordinate of the topocentric mathematical coordinate system centered at the measured location 10 and the declination of the Sun 11 and the hour angle of the Sun H with the values on the equator of this coordinate system. The declination δ of Sun H is calculated using the following mathematical formula «>

s = Σ (-Λ-cos * = 0s = Σ (-Λ-cos * = 0)

2.7Γ .k ,J fff,· 365 ,2422 .tz* .k .d ρρ' 365 ,2422 kde:2.7Γ .k, J fff, · 365, 2422 .tz * .k .d ρρ '365, 2422 where:

Jef Ak, Br Jef If, Br - poradové číslo dňa podľa efemerídného kalendára - konštanty - the serial number of the day according to the ephemeris calendar - constants k to Ak if Bk bk 0 0 -0,376844 -0.376844 0,0 0.0 I I 23, 0224 23, 0224 3,030996 3.030996 0,376798 0.376798 0,0202648 0.0202648 3 3 0,156487 0.156487 0,0671917 0.0671917 4 4 0,0037134 0.0037134 0,0405296 0.0405296 5 5 0,00240423 0.00240423 0,000543282 0.000543282 6 6 0,0030841 1 0,0030841 1 0,001 15843 0,001 15843 7 7 -0,00644446 -0.00644446 - 0,00209307 - 0,00209307

a na výpočet hodinového uhla t určovaného od juhu sa použije postup t = 15° (H-12) (°) kdeand to calculate the clock angle t determined from the south, use the procedure t = 15 ° (H-12) (°) where

H = pravý slnečný čas, ktorý sa prepočíta na stredoeurópsky čas podľa vzorca 4(λζ-15°)H = true solar time, converted to Central European Time according to formula 4 (λζ-15 °)

H = SEČ +---- η (hod, °)H = CET + ---- η (hrs, °)

60° kde η znamená časovú korekciu, odchýlku, časovú rovnicu (hod.) a vypočíta sa podľa vzorca = Σ(Λ60 ° where η stands for time correction, deviation, time equation (hours) and is calculated according to the formula = Σ (Λ

Ar=OAr-O

COSCOS

EFEF

365,2425365.2425

D · 2 JT.«/ efD · 2 JT. «/ Ef

Zt.sm-—Zt.sm--

365,2425 kde:365,2425 where:

Jer - poradové číslo dňa podľa efemerídného kalendáraJer - serial number of the day according to ephemeris calendar

Ak, Bk - konštantyA k , B k - constants

k to Ak if Bk B k 0 0 0,01786569 0.01786569 0,00 0.00 1 1 -0,57147517 -0.57147517 7,37546916 7.37546916 2 2 3,14090261 3.14090261 9,36569358 9.36569358 3 3 0,10028382 0.10028382 0,36444269 0.36444269 4 4 0,06535198 0.06535198 0,14026852 0.14026852 5 5 0,06434112 0.06434112 0,04191150 0.04191150 6 6 -0,09150529 -0.09150529 0,00062470 0.00062470 7 7 0,02076766 0.02076766 -0,07163574 -0.07163574

SEČ znamená stredoeuropský čas λζ znamená zemepisnú dĺžku (°)CET means Central European Time λζ means longitude (°)

H v letnom čase je HM-1 hod.H in summer time is H M -1 hours.

Graf 2.1 sa spracuje a zhotoví s využitím výpočtovej techniky, pričom sa zobrazí na priehľadnom podklade 2. Výhodná je plastová fólia. Na jednej fólii je možné zobraziť aj viac samostatných grafov 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11, z ktorých každý znázorňuje zdánlivú dráhu Slnka 11 v inom dni. Takisto môže byť spracovaný jeden graf 2.1 pozostávajúci z čiastkových grafov pre určité dni v mesiaci alebo v roku. V súčasnosti je možné a sú vytvorené technické predpoklady na vytváranie a uchovávanie databázy grafov.Graph 2.1 is processed and made using computer technology and displayed on a transparent substrate 2. Plastic film is preferred. Multiple separate graphs 2.1 of the apparent path of the Sun 11, each showing the apparent path of the Sun 11 on a different day, may also be displayed on a single sheet. Also one graph 2.1 can be processed, consisting of partial graphs for certain days of the month or year. At present, technical prerequisites for creating and storing a database of graphs are possible and created.

Po zhotovení grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11 sa na meranie v skutočných podmienkach pripraví merací prístroj 12 a vybaví sa týmto grafom 2.1. Následne sa s použitím meracieho prístroja 12 sleduje čiara grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka H vo vzťahu k meranému miestu 10 a po zistení stavu, že prekážky 13 nedosahujú čiaru grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka H sa tento stav ignoruje, lebo prekážky 13 nezatieňujú merané miesto 10. Po zistení stavu, že prekážky 13 presahujú čiaru grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11. prípadne po zistení stavu, že prekážky 13 sú nad touto čiarou sa poznatok ďalej využije, lebo prekážky 13 zatieňujú merané miesto 10.After drawing the graph 2.1 of the apparent path of the Sun 11, a measuring instrument 12 is prepared for measurement under actual conditions and equipped with this graph 2.1. Subsequently, using the measuring instrument 12, the line of the graph 2.1 of the apparent path of the Sun H relative to the measured location 10 is monitored and after detecting that the obstacles 13 do not reach the line of the graph 2.1 of the apparent path of the Sun H. After detecting that the obstacles 13 exceed the line of graph 2.1 of the apparent path of the Sun 11. or after detecting that the obstacles 13 are above this line, the knowledge is further utilized because the obstacles 13 obscure the measured location 10.

Merací prístroj 12 sa na meranie v skutočných podmienkách pripraví tak, že sa usporiada do priestoru meraného miesta 10 a meranie sa realizuje v tomto mieste (stav vyjadruje Obr. 1) alebo sa usporiada do meraného miesta 10, uskutoční sa meranie v tomto mieste a po jeho ukončení sa merací prístroj 12 posunie severným smerom, ak sa meria dostupnosť slnečného žiarenia aj nad meraným miestom 10 (situáciu zobrazuje Obr. 2) o vzdialenosť vyjadrenú vzťahomThe measuring instrument 12 is prepared for measurement in actual conditions by arranging it in the space of the measuring point 10 and measuring it at that location (as shown in Fig. 1) or arranging it at the measuring site 10, measuring at this location and after when it is terminated, the measuring instrument 12 is shifted in the north direction if the availability of solar radiation is measured also over the measured location 10 (the situation is shown in Fig. 2) by the distance expressed by

V |= ---------tgz2 kde I je vzdialenosť premiestnenia meracieho prístrojaV | = --------- tgz 2 where I is the distance of movement of the measuring instrument

V je výška meraného bodu nad meraným miestom z2je výška Slnka v stupňochV is the height of the measured point above the measured point of 2 is the height of the Sun in degrees

Uvedený spôsob prípravy meracieho prístroja 12 sa realizuje ak podkladový terén je rovina. Meranie dostupnosti slnečného žiarenia v meranom mieste 10 a nad ním ak podkladový terén je svahovitý znázorňuje Obr. 3.Said method of preparation of the measuring device 12 is realized if the ground terrain is plane. The measurement of the availability of solar radiation at the measured location 10 and above it when the underlying terrain is sloping is shown in FIG. Third

V tomto prípade po ukončení merania v meranom mieste 10 sa merací prístroj 12 premiestni od meraného miesta 10 severným smerom o dĺžku vyjadrenú vzťahom pre svahovitý terénIn this case, after completion of the measurement at the measured location 10, the measuring instrument 12 is moved from the measured location 10 northwards by the length expressed in relation to the slope terrain

V-AV 1= ---------tgz2 kde I je vzdialenosť premiestnenia meracieho prístrojaV-AV 1 = --------- tgz 2 where I is the distance of movement of the measuring instrument

V je výška meraného bodu nad meraným miestomV is the height of the measured point above the measured point

AV je výšková vzdialenosť medzi meraným miestom a meraným bodom z2je výška Slnka (°)AV is the height distance between the measured point and the measured point of 2 is the height of the Sun (°)

Dostupnosť slnečného žiarenia v meranom mieste 10 a nad ním je možné merať len z meraného miesta 10. Vtedy sa merací prístroj umiestni v meranom mieste 10 a najprv sa zmeria dostupnosť slnečného žiarenia v tomto mieste a dostupnosť h - v tg'z2 = -------slnečného žiarenia nad meraným miestom 10 sa meria tak, že sa vyklopí horizontálna rovina prístroja v osi sever - juh o uhol χ. Vzorec na výpočet tohto uhla je odvodený s využitím Obr. 4 nasledove hThe availability of solar radiation at and above the measured location 10 can only be measured from the measured location 10. Then, the meter is placed at the measured location 10, and the availability of the solar radiation at this location and the h - v tg'z 2 = - ----- The solar radiation above the measured point 10 is measured by tilting the horizontal plane of the instrument in the north-south axis by an angle χ. The formula for calculating this angle is derived using FIG. 4 following h

tg'zi = -litg'zi = -li

I cos Ap = — z toho vyplýva, že I = h . cos AP h h - v tgZl = — tgz2---I I h h - v tgzi - tgz2 =........—I cos Ap = - it follows that I = h. cos A P hh - t gzl = - tgz 2 --- II hh - in tgz - tgz 2 = ........—

I I li. cos AP χ = z, - z2 vII li. cos A P χ = z, - of 2 in

χ = arctg------------h .cosAp kde χ je uhol vyklopenia horizontálnej roviny prístroja v osi sever - juh v je výška dostupnosti slnečného žiarenia nad meraným miestom h je vzdialenosť tieniacej prekážky od meraného miesta AP je azimut prekážkyχ = arctg ------------ h .cosAp where χ is the tilting angle of the horizontal plane of the instrument in the north-south axis v is the height of solar radiation availability above the measured location h is the distance of the obstructing obstacle from the measured location A P is the azimuth of the obstacle

Poznatok o zatienení meraného miesta 10 sa využije ako zistený stav alebo na stanovenie časového údaju alebo na určenie doby trvania súvisiaceho so zatienením meraného miesta 10, odčítaním jeho hodnoty z vodorovnej osi pravouhlého súradnicového systému grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11.. Poznatok o zatienení meraného miesta 10 je možné využiť pri výpočte pôsobenia slnečného svitu na merané miesto 10 za časovú jednotku s tým, že na základe údajov na vodorovnej osi pravouhlého súradnicového sytému sa najprv stanoví celková doba zatienenia meraného miesta 10 za časovú jednotku a výsledok sa odpočíta od doby trvania slnečného svitu za rovnakú časovú jednotku.Shading point 10 is used as an observation state or for determining a timing or for determining the duration associated with shading point 10 by subtracting its value from the horizontal axis of the rectangular coordinate system of graph 2.1 of the apparent path of the Sun 11. 10 can be used to calculate the effect of sunlight on the measured location 10 per time unit, based on the data on the horizontal axis of the rectangular coordinate system, the total shading time of the measured location 10 per time unit is first determined and subtracted from the sunshine duration for the same unit of time.

Sledovanie čiary grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka H a prekážok 13 súvisiacich so zatienením, v skutočných podmienkách, je možno merať meracím prístrojom 12, ktorý pozostáva z polohovo nastaviteľného nosiča 1 vo vzťahu k horizontálnej ako aj k vertikálnej rovine. Tvorí ho polohovací mechanizmus 1.1 vybavený rovinnou plochou 1.1.1. ktorá je vytvorená na hornej doske 1.1.2. Pod touto doskou je usporiadaná spodná doska 1.1.3. Medzi hornou doskou 1.1,2 a spodnou doskou 1.1.3 je inštalovaný nastavovací mechanizmus 1.1.4, napríklad rektifikačné skutky, ktorého funkciou je vymedzenie vzájomnej polohy medzi týmito doskami. Z konštrukčného hľadiska je praktické ak spodná doska 1.1,3 a horná doska 1.1.2 sú kruhové.Na rovinnej ploche 1.1.1 hornej dosky 1.1,2 je voľne uložená alebo odnímateľné pripevnená rovinná alebo zakrivená stena 12 z priehľadného materiálu napr. z plexiskla. Pre úzky rozsah merania je vhodná na obrázkoch neznázornená rovinná stena. V praxi sa lepšie uplatní šírši rozsah merania. Na jeho uskutočňovanie ja výhodná zakrivená stena. Z praktického hľadiska, najlepšie predpoklady na používanie má valcová stena dutého valca 1.2.1 konkrétne jej vnútorná plocha. Táto stena samotná alebo spolu s hornou doskou 112 sú upravené na uloženie, prípadne prichytenie alebo pripevnenie priehľadného podkladu 2 s grafom 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11 Uloženie priehľadného podkladu 2 môže byť riešené tak, podklad je uložený v drážke sledujúcej stenu valca 1.2.1 a je pritlačený k tejto stene pomocou lišty. Z dôvodu pevnosti, odolnosti voči opotrebeniu a pružnosti je vhodé použiť ako materiál na priehľadný podklad 2 s grafom 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11. fóliu z plastu. Samotný priehľadný podklad 2 s grafom 2.1 zdanlivej dráhy Slnka môže byť súčasťou dodávky prístroja alebo si ho vytvorí používateľ.Following the line of the graph 2.1 of the apparent path of the Sun H and the obstructions 13 associated with the screening, in actual conditions, can be measured with a measuring device 12, which consists of a positionable carrier 1 relative to the horizontal as well as vertical plane. It consists of a positioning mechanism 1.1 equipped with a flat surface 1.1.1. which is formed on the top plate 1.1.2. A bottom plate 1.1.3 is arranged below this plate. Between the top plate 1.1,2 and the bottom plate 1.1.3, an adjustment mechanism 1.1.4 is installed, for example rectification deeds, the function of which is to define the relative position between these plates. From a constructional point of view, it is practical if the lower plate 1.1,3 and the upper plate 1.1.2 are circular. On the flat surface 1.1.1 of the upper plate 1.1,2, a flat or curved wall 12 of transparent material, e.g. made of plexiglass. For a narrow measuring range, a planar wall (not shown) is suitable in the figures. In practice, a wider measurement range is better applied. A curved wall is preferred for this. In practical terms, the cylindrical wall of the hollow cylinder 1.2.1, in particular its inner surface, is best placed to use. This wall, alone or together with the top plate 112, is adapted to receive or attach or attach a transparent substrate 2 with a graph 2.1 of the apparent path of the Sun 11 The placement of the transparent substrate 2 can be designed such that the substrate is embedded in a groove following the wall of the cylinder 1.2.1. pressed against this wall by means of a molding. For reasons of strength, wear resistance and flexibility, it is appropriate to use a plastic film as a material for the transparent substrate 2 with graph 2.1 of the apparent path of the Sun. The transparent substrate 2 itself with the graph 2.1 of the apparent path of the Sun may be part of the delivery of the device or be created by the user.

Na zisťovanie vodorovnej polohy rovinnej plochy 111 je na tejto ploche uložená pomôcka 6 napríklad tri vodováhy a na určovanie svetových strán prístroj 7, napríklad kompas.In order to detect the horizontal position of the planar surface 111, a surface 6 is provided, for example, with three spirit levels, and an instrument 7, such as a compass, is used to determine the cardinal points.

Prístoj na meranie dostupnosti slnečného žiarenia ďalej obsahuje optický prístroj 3^ ktorý umožňuje súčasne sledovať čiaru grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11. po celej dĺžke skonštatnou vzdialenosťou a prekážky 13, z hľadiska merania zatienenia meraného miesta 10 súvisiace s týmto miestom 10. Ako optický prístroj 3 sa môže použiť napríklad mieridlo s nitkovým krížom. Z konštrukčného a funkčného hľadiska je praktické ak je optický prístroj 3 sklopné uložený na ramene 14 otočnom okolo zvislej osi meracieho prístroja 12 a usporiadaného pod spodnou doskou 1.1.3 a ohnisko optiky je vo výškovej úrovni označenia azimutu Slnka 11 0° na grafe 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11..The apparatus for measuring the availability of solar radiation further comprises an optical device 3 which makes it possible to simultaneously trace the line of the graph 2.1 of the apparent path of the Sun 11 over the entire length by a constant distance and an obstacle 13 in terms of measuring the shading of the measured location 10 associated with that location. For example, a crosshair sight may be used. From a constructional and functional point of view it is practical if the optical device 3 is hinged on an arm 14 rotatable about a vertical axis of the measuring device 12 and arranged below the bottom plate 1.1.3 and the focus of the optic is at the level of the sun azimuth marking 11 0 ° in graph 2.1 of apparent travel Slnka 11 ..

Súčasťou meracieho prístroja je statív 5, na ktorom je uložený nosič 4 Jeho vysúvateľné nohy 4.1 umožňujú hrubé nastavenie polohy prístroja. Na meranie resp. kontroly sklonu meracieho prístroja 12 je možné použiť prístroj 9 na meranie sklonu, napríklad uhlomer.The measuring device includes a tripod 5 on which the carrier 4 is mounted. Its retractable legs 4.1 allow coarse adjustment of the position of the device. For the measurement, respectively. by controlling the inclination of the measuring device 12, it is possible to use the inclination measuring device 9, for example a protractor.

Využitie meracieho prístroja 12 pri meraní dostupnosti slnečného žiarenia spočíva v tom, že prístroj sa umiestni do priestoru meraného miesta 10 a vopred zhotovený graf 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11. na podklade 2 sa uloží na nosič 4 napríklad tak, že sa pritlačí k priehľadnej stene 1.2 dutého valca 1.2.1. Horná doska 1.1.2 polohovacieho mechanizmu 1.2 sa s použitím statívu 5, pomôcky 6 na zisťovanie vodorovnej polohy a nastavovacieho mechanizmu 1,1,4 nastaví do vodorovnej polohy a ryska s označením JUH (azimut Slnka H = 0 ) vytvorená na rovinnej ploche 1.1.1 sa nasmeruje, s využitím prístroja 7 na určenie svetových strán na juh. Takto nastavený merací prístroj 12 je pripravený na meranie . Samotné meranie sa potom uskutočňuje tak, že sa otáča rameno 14 okolo zvislej osi meracieho prístroja 12 a pomocou optického prístroja 3 sa sleduje azimut Slnka 11. . Pohybom optického prístroja 3 okolo horizontálnej osi sa realizuje nastavenie ohniska optiky optického prístroja 3 do úrovne grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11.. Cez zvislú os meracieho prístroja 3 a v pozdĺžnej osi optiky optického prístroja 3 sa vo vzťahu ku grafu 2.1 zdanlivej dráhy Slnka 11. pozoruje krajina a výsledky sa vyhodnocujú už opísaným spôsobom.The use of the measuring instrument 12 in measuring the availability of solar radiation consists in placing the instrument in the space of the measured location 10 and a preformed graph 2.1 of the apparent path of the Sun 11 on the substrate 2 is deposited on the carrier 4 for example by pressing against the transparent wall 1.2. hollow cylinder 1.2.1. The upper plate 1.1.2 of the positioning mechanism 1.2 is set to a horizontal position using a tripod 5, a horizontal positioning aid 6 and an adjusting mechanism 1,1,4 and a marking marked JUH (azimuth Sun H = 0) formed on a flat surface 1.1. 1 is directed using an apparatus 7 for determining the cardinal directions to the south. The measuring device 12 thus set up is ready for measurement. The measurement itself is then carried out by rotating the arm 14 about the vertical axis of the measuring instrument 12 and monitoring the azimuth of the Sun 11 by means of the optical instrument 3. By moving the optical apparatus 3 about the horizontal axis, the optical focus 3 of the optical apparatus 3 is adjusted to the level of the graph 2.1 of the apparent path of the Sun 11. Through the vertical axis of the measuring instrument 3 and country and results are evaluated as described above.

Príklad zhotovenia meracieho prístroja, ktorý je opísaný skôr, predstavuje len jednu z možností jeho konštrukčného riešenia. Princíp prístroja poskytuje priestor pre viac konkétnych riešení realizovaných podľa ekonomických a úrovne technických podmienok v konkrétnom časovom období.The embodiment of the measuring instrument described above is only one of the possibilities of its construction. The principle of the device provides space for several specific solutions implemented according to economic and technical conditions in a specific time period.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Spôsob na meranie dostupnosti slnečného žiarenia a merací prístroj využiteľný pri jeho uskutočňovaní je využiteľný najmá v stavebníctce a v ostatných príbuzných odboroch lebo umožňuje stanoviť presne dobu pôsobenia slnečného svitu vnútorných priestorov a merať dostupnosť slnečného žiarenia, ktoré je dôležitým vstupným parametrom pre posudzovanie hygienických kritérií jednotlivých miestností obytných budov, rodinných domov a pod., ako aj pre využívanie slnečnej energie na tvorbu tepelnej pohody vnútorného prostredia. Má veľký význam pri stanovení a vyhľadávaní vhodného miesta na umiestnenie slnečných kolektorov, pri určovaní najvhodnejšej dispozície objektov, pri navrhovaní slnolamov a pod. Využiteľný je i v poľnohospodárstve pri volbe umiestnenia sadby a osiva na produkčné plochy, ako aj v záhradníctve pri projektovaní záhradníckych úprav.The method for measuring the availability of sunlight and the measuring device usable in its implementation is useful especially in the building industry and other related fields, because it allows to determine exactly the exposure time of sunlight indoors and measure the availability of sunlight, which is an important input parameter for assessing sanitary criteria of individual rooms buildings, family houses, etc., as well as for the use of solar energy to create the thermal comfort of the indoor environment. It is of great importance in determining and finding a suitable location for the location of solar collectors, in determining the most appropriate disposition of objects, in designing sunsets, etc. It can also be used in agriculture to select the location of seed and seed on production areas, as well as in horticulture when designing gardening arrangements.

Claims (13)

Patentové nárokyPatent claims 1. ) Spôsob merania dostupnosti slnečného žiarenia, vyznačujúci sa tým, že najprv sa zistia zemepisné súradnice meraného miesta (10) potom sa pre určený časový údaj buď spracuje graf (2.1) zdanlivej dráhy Slnka (11) vo vzťahu k tomuto miestu ako závislosť výšky Slnka (11) a azimutu Slnka (11) s hodnotami na horizontálnej súradnici topocentrického matematického súradnicového systému so stredom v meranom mieste (10) a deklinácie Slnka a hodinového uhla Slnka (11) s hodnotami na rovníkovej súradnici tohto súradnicového systému a potom sa zobrazí na priehľadnom podklade (2), alebo sa vyberie z databázy, žatým sa na meranie v skutočných podmienkach pripraví merací prístroj (12) a vybaví sa grafom zdanlivej dráhy Slnka (11), následne sa s použitím meracieho prístroja (12) sleduje čiara grafu (2.1) zdánlivej dráhy Slnka (11) vo vzťahu k meranému miestu (10) a po zistení stavu, že prekážky (13) nedosahujú čiaru grafu (2.1) zdanlivej dráhy Slnka (11) sa tento stav ignoruje, lebo prekážky (13) nezatieňujú merané miesto (10) a po zistení stavu, prekážky (13) presahujú čiaru grafu (2.1) zdanlivej dráhy Slnka (11), prípadne po zistení stavu, že prekážky (13) sú nad touto čiarou sa poznatok ďalej využije, lebo prekážky (13) zatieňujú merané miesto (10).1.) A method of measuring the availability of solar radiation, characterized in that the geographic coordinates of the measured point (10) are first determined, then a graph (2.1) of the apparent path of the Sun (11) in relation to that point is processed as a height The sun (11) and the azimuth of the sun (11) with the values on the horizontal coordinate of the topocentric mathematical coordinate system centered at the measured point (10) and the Sun and the hour angle declination with the values on the equatorial coordinate of this coordinate system a transparent substrate (2) or selected from a database, prepared for measuring under real conditions a measuring device (12) and equipped with a graph of the apparent path of the Sun (11), followed by using the measuring device (12) to follow the graph line (2.1) ) of the apparent path of the Sun (11) in relation to the measured location (10) and after finding that the obstacles (13) do not reach the line of the graph (2.1) This condition is ignored because the obstacles (13) do not obscure the measured location (10) and when the condition is detected, the obstacles (13) exceed the line of the graph (2.1) of the apparent solar path (11) or the obstacles (13) are above this line, the knowledge is further utilized since the obstacles (13) obscure the measured location (10). 2. ) Spôsob merania podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že na výpočet deklinácie δ sa použije vzorec s = Σ (Λ-cosMeasurement method according to claim 1, characterized in that the formula s = Σ (Λ-cos) is used to calculate the declination δ A.- = U kde:A.- = U where: JerJer Ak, Bk If, B k 2.K.k.J 365,2422 + 2.KkJ E1 365.2422 + 2?Ä.sin2? Ä .sin 2.x.k.J 365 ,24222.xkJ El 365, 2422 - poradové číslo dňa podľa efemeridného kalendára- serial number of the day according to the ephemeris calendar - konštanty- constants k to Ak if Bk B k 0 0 -0, 376844 -0, 376844 0,0 0.0 1 1 23,0224 23.0224 3,030996 3.030996 0,376798 0.376798 0,0202648 0.0202648 3 3 0,156487 0.156487 0,0671917 0.0671917 4 4 0,0037134 0.0037134 0,0405296 0.0405296 5 5 0,00240423 0.00240423 0,000543282 0.000543282 6 6 0,0030841 1 0,0030841 1 0,001 15843 0,001 15843 7 7 -0,00644446 -0.00644446 - 0,00209307 - 0,00209307
a na výpočet hodinového uhla t určovaného od juhu sa použije postup t = 15° (H-12) (°) kdeand to calculate the clock angle t determined from the south, use the procedure t = 15 ° (H-12) (°) where H = pravý slnečný čas, ktorý sa prepočíta na stredoeuropský čas podľa vzorca 4(^-15°)H = true solar time, converted to Central European Time according to formula 4 (^ - 15 °) H = SEČ +- - η (hod, °)H = CET + - - η (hrs, °) 60° kde η znamená časovú korekciu, odchýlku, časovú rovnicu (hod.) a vypočíta sa podľa vzorca σ=Σ(Λ k=0 cos60 ° where η stands for time correction, deviation, time equation (hours) and is calculated according to the formula σ = Σ (Λ k = 0 cos 2.π. J2.π. J EFEF 365,2425 sin365,2425 sin 2ji .J £p· 365,2425' kde:2ji .J £ p · 365.2425 'where: JefJef Ak, BrIf, Br - poradové číslo dňa podľa efemeridného kalendára- serial number of the day according to the ephemeris calendar - konštanty- constants k to Au Au Bu Bu 0 0 0,01786569 0.01786569 0,00 0.00 l l -0,57147517 -0.57147517 7,37546916 7.37546916 2 2 3,14090261 3.14090261 9,36569358 9.36569358 3 3 0,10028382 0.10028382 0,36444269 0.36444269 4 4 0,06535198 0.06535198 0,14026852 0.14026852 5 5 0,06434112 0.06434112 0,04191150 0.04191150 6 6 -0,09150529 -0.09150529 0,00062470 0.00062470 7 7 0,02076766 0.02076766 -0,07163574 -0.07163574
SEČ znamená stredoeurópsky čas λ z znamená zemepisnú dĺžku (°)CET means Central European Time λ z means longitude (°) H v letnom čase je HM-1 hod.H in summer time is H M -1 hours.
3. ) Spôsob merania podľa nárokov 1a 2, vyznačujúci sa tým, že merací prístroj (12) sa na meranie pripraví jeho usporiadaním do priestoru meraného miesta (10) a/alebo mimo neho.Measurement method according to claims 1 and 2, characterized in that the measuring device (12) is prepared for measurement by arranging it in and / or outside the area of the measuring point (10). 4. ) Spôsob merania podľa nárokov 1až3, vyznačujúci sa tým, že dostupnosť slnečného žiarenia sa meria nad meraným miestom (10), kedy sa merací prístroj (12) pripraví premiestnením od meraného miesta severným smerom o vzdialenosť vyjadrenú vzťahomMeasurement method according to claims 1 to 3, characterized in that the availability of solar radiation is measured above the measured point (10), wherein the measuring device (12) is prepared by moving it from the measured point northwards by the distance expressed by V tgz2 kde I je vzdialenosť premiestnenia meracieho prístroja V je výška meraného bodu nad meracím miestom z2 je výška Slnka v stupňochV tgz 2 where I is the displacement distance of the measuring instrument V is the height of the measured point above the measuring point z 2 is the height of the Sun in degrees 5.) Spôsob merania podľa nárokov 1až3, vyznačujúci sa tým, že dostupnosť slnečného žiarenia sa meria nad meraným miestom (10), kedy sa merací prístroj (12) pripraví premiestnením od meraného miesta (10) severným smerom o dĺžku vyjadrenú vzťahom pre svahovitý terénMeasurement method according to claims 1 to 3, characterized in that the availability of solar radiation is measured above the measured point (10), wherein the measuring device (12) is prepared by moving it from the measured point (10) northwards by a length expressed by slope terrain. V-AV tgz2 kde I je vzdialenosť premiestnenia meracieho prístroja V je výška meraného bodu nad meraným miestom AV je výšková vzdialenosť medzi meraným miestom a meraným bodom z2 je výška Slnka (°)The AV-tgz 2 where I is the distance displacement measuring instrument at the height of the measuring point measured over the place and height is the distance between the measuring point and the measured point 2 of the height of the sun (°) 6.) Spôsob merania podľa nárokov 1až3, vyznačujúci sa tým, že dostupnoť slnečného žiarenia sa meria nad meraným miestom (10), kedy sa merací prístroj (12) pripraví umiestnením v meranom mieste a vyklopí sa horizontálna rovina prístroja (12) v osi sever - juh o uhol vyjadrený vzťahomMeasurement method according to claims 1 to 3, characterized in that the availability of solar radiation is measured above the measured point (10), wherein the measuring device (12) is prepared by placing it at the measured point and tilts the horizontal plane of the device (12) in the north axis. - south by angle expressed in relation V χ = arctg------------h .cosAp kde χ je uhol vyklopenia horizontálnej roviny prístroja v osi sever - juh v je výška dostupnosti slnečného žiarenia nad meraným miestom h je vzdialenosť tieniacej prekážky od meraného miesta AP je azimut prekážkyV χ = arctg ------------ h .cosAp where χ is the tilting angle of the horizontal plane of the instrument in the north-south axis v is the height of solar radiation availability above the measured location h is the distance of the obstruction obstacle from the measured location A P is the azimuth of the obstacle 7.) Spôsob merania podľa nároku 1až6, vyznačujúci sa tým, že poznatok o zatienení meraného miesta (10) sa využije ako zistený stav alebo na stanovenie časového údaju súvisiaceho so zatienením meraného miesta (10) odčítaním jeho hodnoty z vodorovnej osi pravouhlého súradnicového systému grafu (2.1) zdanlivej dráhy Slnka (11).Measurement method according to claim 1 to 6, characterized in that the knowledge of the shading of the measured location (10) is used as a detected state or for determining a time value related to the shading of the measured location (10) by subtracting its value from the horizontal axis of the graph. (2.1) the apparent path of the Sun (11). 8.) Spôsob merania podľa nárokov 1 až 6 a/alebo 1 až 7, vyznačujúci sa t ý m, že poznatok o zatienení meraného miesta (10) sa využije na určenie doby trvania zatienenia jej odčítaním z vodorovnej osi pravouhlého súradnicového systému grafu (2.1) zdanlivej dráhy Slnka (11).Measurement method according to claims 1 to 6 and / or 1 to 7, characterized in that the knowledge of the screening of the measured point (10) is used to determine the duration of the screening by subtracting it from the horizontal axis of the rectangular coordinate system of the graph (2.1). ) the apparent path of the Sun (11). 11 9.) Spôsob merania podľa nárokov 1 až 6 a/alebo 1 až 7 a/alebo 1až8, vyznás čujúci satý m, že poznatok o zatienení meraného miesta (10) sa využije pri výpočte pôsobenia slnečného svitu na merané miesto (10) za časovú jednotku s tým, že na základe údajov na vodorovnej osi pravouhlého súradnicového sytému sa najprv stanoví celková doba zatienenia meraného miesta (10) za časovú jednotku a výsledok sa odpočíta od doby trvania pôsobenia slnečného svitu za rovnakú časovú jednotku.9) The method of measuring according to claims 1-6 and / or 1-7 and / or 1až8, characterized in ignating ears in that masking effects, knowledge of the measuring point (10) is used in the calculation of the action of sunlight on the measuring point (10) to the total unit shading time of the measured point (10) per time unit is determined first, and the result is subtracted from the duration of exposure to sunlight for the same time unit. 10. ) Merací prístroj využiteľný pri uskutočňovaní spôsobu podľa podľa nároku 1, v yznačujúci sa tým, že pozostáva z polohovo nastaviteľného nosiča (I) vo vzťahu k horizontálnej ako aj k vertikálnej rovine, ktorý zabezpečuje priehľadnosť a je buď prispôsobený na uloženie, prípadne prichytenie alebo pripevnenie priehľadného podkladu (2) s aspoň jedným grafom (2.1) zdanlivej dráhy Slnka (11) alebo obsahuje uložený prípadne, prichytený alebo pripevnený priehľadný podklad (2) s aspoň grafom (2.1) zdanlivej dráhy Slnka (II) , ďalej pozostáva z optického prístroja (3) umožňujúceho súčasne sledovať čiaru grafu (2.1) po celej dĺžke skonštatnou vzdialenosťou a prekážky (13), z hľadiska merania dostupnosti slnečného žiarenia vo vzťahu k meranému miestu (10), ako aj zo statíva (5), na ktorom je nosič (1) uložený, ďalej je vybavený pomôckou (6) na zisťovanie vodorovnej polohy, prístrojom (7) na určenie svetových strán a polohovacím mechanizmom (8) na nastavovanie nosiča (1).10. A measuring device useful in carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a positionable carrier (I) in relation to the horizontal as well as the vertical plane, which ensures transparency and is either adapted to receive or attach or attaching a transparent substrate (2) with at least one graph (2.1) of the apparent path of the Sun (11) or comprising a stored, attached or attached transparent substrate (2) with at least a graph (2.1) of the apparent path of the Sun (II), further comprising an optical a device (3) for simultaneously monitoring the line of the graph (2.1) along a constant distance and an obstacle (13), in terms of measuring the availability of sunlight in relation to the measured location (10) and the tripod (5) on which the carrier is (1) stowed, further equipped with a horizontal positioning aid (6), cardinals (7) and a positioning mechanism (8) for adjusting the carrier (1). 11. ) Prístroj podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že polohovo nastaviteľný nosič (1) obsahuje polohovací mechanizmus (1.1) vybavený rovinnou plochou (1.1.1), na ktorej je uložená rovinná alebo zakrivená, výhodne valcová stena (1.2) z priehľadného materiálu, pomôcka (6) na zisťovanie vodorovnej polohy rovinnej plochy (1.1.1) a prístroj (7) na určovanie svetových strán, pričom pripevnenie optického prístroja (3) k meraciemu prístroju (12) je pohyblivé.Apparatus according to claim 10, characterized in that the positionable carrier (1) comprises a positioning mechanism (1.1) provided with a planar surface (1.1.1) on which a planar or curved, preferably cylindrical wall (1.2) of transparent glass is mounted. a device (7) for determining the horizontal position of the planar surface (1.1.1) and an apparatus (7) for determining cardinal points, the attachment of the optical device (3) to the measuring device (12) being movable. 12. ) Prístroj podľa nárokov 10 a 11, vyznačujúci sa tým, že obsahuje pomôcku (9) na meranie sklonu.Apparatus according to claims 10 and 11, characterized in that it comprises an inclination measuring device (9). 13. ) Prístroj podľa nárokov 10 až 12, vyznačujúci sa tým, že priehľadný podklad (2) je plastová fólia.Apparatus according to claims 10 to 12, characterized in that the transparent substrate (2) is a plastic film.
SK136999A 1999-10-06 1999-10-06 Method for the measurement of solar radiation availability and measuring apparatus for performing this method SK136999A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK136999A SK136999A3 (en) 1999-10-06 1999-10-06 Method for the measurement of solar radiation availability and measuring apparatus for performing this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK136999A SK136999A3 (en) 1999-10-06 1999-10-06 Method for the measurement of solar radiation availability and measuring apparatus for performing this method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK136999A3 true SK136999A3 (en) 2001-04-09

Family

ID=20434488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK136999A SK136999A3 (en) 1999-10-06 1999-10-06 Method for the measurement of solar radiation availability and measuring apparatus for performing this method

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK136999A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8386179B2 (en) Solar access measurement device
US20200334903A1 (en) Solar access measurement
Tovar-Pescador et al. On the use of the digital elevation model to estimate the solar radiation in areas of complex topography
EP2938963B1 (en) High precision electronic solar compass
SG154353A1 (en) Method and apparatus for automatic tracking of the sun
Zotti et al. Astronomical and topographical orientation of Kreisgrabenanlagen in Lower Austria
US4177566A (en) Insolation survey device
CN112437868A (en) Three-dimensional inclination sensing device and inclination sensing method using same
US4236313A (en) Apparatus for and method of evaluating solar exposure
Cellura et al. A photographic method to estimate the shading effect of obstructions
Soulayman Economical and Technical Considerations for Solar Tracking: Methodologies and Opportunities for Energy Management: Methodologies and Opportunities for Energy Management
CN109960027A (en) A kind of movable type can automatic capture championship astronomical observation device
US4288922A (en) Device to indicate solar exposure
Vodolazhskaya et al. Ancient astronomical instrument from Srubna burial of kurgan field Tavriya-1 (Northern Black Sea Coast)
GB2344654A (en) Survey and navigation device
SK136999A3 (en) Method for the measurement of solar radiation availability and measuring apparatus for performing this method
RU2579169C1 (en) Positioning and solar tracking system for concentrator solar power plant
US20060112575A1 (en) Sunniness Indicator
RU95865U1 (en) SUNNY CALENDAR CLOCK (OPTIONS)
Vincent The mathematics of sundials
Buchheim Astronomical discoveries you can make, too
US20160170003A1 (en) Sun light optical aligning apparatus
National Geodetic Survey (US) et al. Geodetic glossary
JPH08335030A (en) Sunrise and sunset position assuming device including solar route and local time
RU1831702C (en) Insolation device