Page 284 - Design of Solar Thermal Power Plants

266 4. DESIGN OF THE CONCENTRATION SYSTEM

by applying the Hottel model with atmospheric visibility of 5 km and an
altitude less than 2.5 km. The DNI is:

2pn

G b;n ¼ 1367 1 þ 0:033 cos s b (4.21)
365
in which s ¼ a 0 þ a 1 expð k=cos q z Þ; this refers to the atmospheric
b
transparency of direct radiation on a clear day. The values of relevant
coefficients in the expression are:

a 0 ¼ 0:97a ; a 1 ¼ 0:99a ; k ¼ 1:02k
0
1
2
a ¼ 0:4237 0:00821ð6 AÞ (4.22)
0
2
a ¼ 0:5055 þ 0:00595ð6:5 AÞ (4.23)
1
2
k ¼ 0:2711 þ 0:01858ð2:5 AÞ (4.24)
in which A refers to the local altitude, m. The local altitude of Yanqing has
a value of 525 m.
4.5.1.1 Calculation of Total Irradiation on a Typical Day
1. Spring equinox, March 21, n ¼ 59 þ 21 ¼ 80
284 þ n

d ¼ 23:45 sin 360
365

284 þ 80
¼ 23:45 sin 360 ¼ 0:4
365
Westeeast horizontal-axis tracking:
p ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
2
2
cos q ¼ 1 cos d sin u
q ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
p ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
2 2 2
¼ 1 cos ð 0:4Þsin u ¼ 1 sin u
Northesouth horizontal-axis tracking:
cos q z ¼ cos f cos d cos u þ sin f sin d
¼ cos 40:4 cosð 0:4Þcos u þ sin 40:4 sinð 0:4Þ
¼ 0:762 cos u 0:0045
q ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
2
2
2
cos q ¼ cos q z þ cos d sin u
q ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
2 2 2
¼ ð0:762 cos u 0:0045Þ þ cos ð 0:4Þsin u
q ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi
2 2
¼ ð0:762 cos u 0:0045Þ þ sin u
2. Summer solstice, June 21, n ¼ 151 þ 21 ¼ 172
284 þ 172

d ¼ 23:45 sin 360 ¼ 23:45
365