📦 不同方位倾斜面辐射量计算

Solar-Tilt-Calculator 为风光分析计算倾斜面太阳辐射。基于 NASA POWER 气候数据与 Hay 各向异性天空散射模型。

触发 用户提供：

• 来自 metdata-nasa-access 的输入 Excel 路径
• 倾角 β（°）
• 方位角 γ（°，可选，默认 0 = 朝赤道）

示例： “帮我计算倾角30°，方位角0°的辐射量” “使用 /path/to/metdata.xlsx，倾角25°” “30度倾角，正南朝向”

工作流 Step 1：读取输入 Excel python3 scripts/calculate_tilt_radiation.py \ --input \ --tilt \ --azimuth \ --output

输入 Excel 结构（来自 metdata-nasa-access）： Sheet“气象数据”：月辐射数据 列：T2M, T10M, ALLSKY_SRF_ALB, ALLSKY_SFC_SW_DNI, ALLSKY_SFC_SW_DIFF, ALLSKY_SFC_SW_DWN 行：1-12 月 + 年均

Step 2：计算倾斜面辐射 Hay 各向异性模型： HT = Hb × Rb + Hd × [(Hb/H0) × Rb + (1/2)(1 − Hb/H0)(1 + cosβ)] + (1/2)ρH(1 − cosβ)

赤道朝向（γ = 0）： Rb = [sin(φ − β)sinδ + cos(φ − β)cosδcosωs] / [sinφ sinδ + cosφ cosδ cosωs]

非赤道朝向（γ ≠ 0）： Bushell 改进日出日落时角： ωs1 = min{ωs, arccos[(A − B)/C]} ωs2 = max{−ωs, arccos[(A + B)/C]} A = sinδ(sinφ cosβ − cosφ sinβ cosγ) B = cosδ(cosφ cosβ + sinφ sinβ cosγ) C = cosδ sinβ sinγ ωs = arccos(−tanφ tanδ)

Step 3：生成输出 Excel 3 张表：

• 基本信息：位置、倾角、方位角、数据源
• 倾斜面辐射数据：月平均日辐射
• 参数说明：模型、公式、符号

Step 4：向用户报告

• 年均可用辐射（水平 vs 倾斜）
• 最佳辐射月份
• 增益/损失百分比

输出格式 Excel 含 3 表： 基本信息：输入数据源、当地纬度、倾角、方位角、计算模型 倾斜面辐射数据：月份、直射、散射、地面反射、总辐射、水平总辐射、增益/损失 参数说明：Hay 模型说明、公式来源、符号对照

备注

• 基于 Hay 各向异性天空散射模型
• 输入数据须来自 metdata-nasa-access（NASA POWER 气候数据）
• 倾角 β：0-90°（0° = 水平）
• 方位角 γ：-90° 至 +90°（0° = 朝赤道，负 = 东，正 = 西）
• 地面反射率 ρ：默认 0.2
• 单位：MJ/(m²·day)
• 计算：月平均日辐射

参考文献 杨金焕, 毛家俊, 陈中华. 不同方位倾斜面上太阳辐射量及最佳倾角的计算[J]. 上海交通大学学报, 2002, 36(7): 1032-1035. Hay J E. Calculation of monthly mean solar radiation for horizontal and inclined surfaces[J]. Solar Energy, 1979, 23(4): 301-307. Bushell R H. A solution for sunrise and sunset hour angles on a tilted surface without a singularity at zero[J]. Solar Energy, 1982, 28(4): 359.