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【地理常識】太陽直射點與太陽能熱水器的安裝角度的應用

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(1)確定地方時

當某地太陽高度達一天中的最大值時,此時日影最短,當地的地方時是12時。

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(2)確定房屋的朝向

確定房屋的朝向與正午太陽所在位置有關。為了獲得更充足的太陽光照,在北回歸線以北地區正午太陽位于南方,因此房屋坐北朝南;在南回歸線以南地區正午太陽位于北方,因此房屋坐南朝北。

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(3)確定當地的地理緯度

當太陽直射點位置一定時,可根據兩地緯度差多少度,正午太陽高度就差多少度。根據某地某日(二分二至日)正午太陽高度,可判斷該地區緯度大小。

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(4)判斷日影長短及方向

太陽直射點上,物體的影子縮短為0;正午太陽高度越大,日影越短;反之,日影越長。正午是一天中日影最短的時刻。

日影永遠朝向背離太陽的方向,北回歸線以北的地區,正午的日影全年朝向正北(北極點除外),冬至日日影最長,夏至日日影最短;南回歸線以南的地區,正午的日影全年朝向正南(南極點除外),夏至日日影最長,冬至日日影最短;南北回歸線之間的地區,正午日影夏至日朝向正南,冬至日朝向正北;直射時日影最短(等于0)。


(5)確定樓間距、樓高

為了更好地保證各樓層都有良好的采光,樓與樓之間應當保持適當距離。以我國為例,南樓高度為h,該地冬至日正午太陽高度為H,則最小樓間距L為:L=hcotH。如下圖:


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(6)計算太陽能熱水器的安裝角度

為了更好地利用太陽能,應不斷調整太陽能熱水器與樓頂平面之間的傾角,使太陽光與集熱板成直角。

集熱板與地面之間的夾角(α)和當天的正午太陽高度角(H)互余,即α+H=90°時效果最佳。如下圖:


(7)判斷山地自然帶在南坡和北坡的分布高度


一般情況下,由于陽坡正午太陽高度大,得到的光熱多,陰坡得到的太陽光熱少;因此在相同高度,陽坡溫度較高,陰坡溫度較低,從而影響到自然帶在陽坡和陰坡的分布高度。


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