直達法線放射計算機

直達放射量（DNI）計算機は、太陽光線に対して常に垂直な表面における単位面積あたりの太陽放射量を測定するのに役立ちます。これは、設計や設置場所の選定を含む、太陽エネルギーの応用において重要な指標です。 効率 集光型太陽熱分析 電力 （CSP）システムおよび太陽光発電追跡システム。

直達日射照度（DNI）は、ある場所の太陽光ポテンシャルを理解するために不可欠であり、企業や研究者が太陽光パネルの設置を最適化するのに役立ちます。DNIは大気条件の影響を受けるため、その計算には空気質量、大気透過率、太陽高度角などの要素が考慮されます。

直達法線放射計算の公式

直達法線放射照度 (DNI) を計算する式は次のとおりです。

どこ：

• DNI = 直達放射照度（W/m²）
• I₀ = 地球外太陽放射定数（約1367 W/m²）
• τ = 大気透過率（無次元、通常0.6～0.8）
• m = 空気質量比（光路長 長さ 天頂における経路長に対する大気中を通過する距離）

空気質量比を計算するには:

m = 1 / sin(α)

どこ：

• α = 太陽高度角（地平線と太陽の間の角度）

この式により、大気と太陽の位置パラメータに基づいて、直接法線放射を正確に計算できます。

直接標準放射線値の参照表

この表は、さまざまな太陽高度角におけるさまざまな大気透過率条件下でのおおよその DNI 値を示しています。

太陽高度角（α）	空気質量比（m）	大気透過率（τ）	DNI（W/m²）
90°（太陽が天頂にある）	1.00	0.8	1093.6
60°	1.15	0.75	1035.6
45°	1.41	0.7	960.0
30°	2.00	0.65	890.5
15°	3.86	0.6	820.2

この表は、ユーザーが手動で計算を実行せずに DNI 値を迅速に推定するのに役立ちます。

直達法線放射計算の例

太陽光発電エンジニアは、次のような場所の直達法線放射照度を計算したいと考えています。

• 太陽高度角（α）は45°
• 大気透過率（τ）は0.7である。

ステップ1：空気質量比を計算する
m = 1 / sin(45°)
m = 1 / 0.707 = 1.41

ステップ2: DNI式を適用する
DNI = 1367 × 0.7¹·⁴¹
DNI ≈ 960 W/m²

これは、その場所が約 960 W/m² の直達太陽放射を受けることを意味します。

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