刘 阳，程宗毛

(杭州电子科技大学 理学院，浙江 杭州 310018)

在传统能源紧缺的今天，新能源和可再生能源的利用越来越受各国政府的重视.太阳能以其取之不尽、用之不竭、绿色环保、自由公平的特点成为人们瞩目的焦点.太阳是一个巨大、久远、无尽的能量源.尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的二十二亿分之一，但已高达17 300 0 TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤所释放的能量[1-2].太阳能的利用已成为21世纪重大的研究课题之一.在中国，太阳能资源是比较丰富的，从其地域分布来看，西部地区的太阳能年辐射总量均在5 400 MJ/m2以上，尤其是西藏地区，达到6 700 MJ/m2以上[3].开发好太阳能，对建设和谐社会有着重要的现实意义.本文主要从太阳能的追踪和成本优化两个方面进行描述.

1 太阳能跟踪问题

现有一平面 α.平面 α中心有一垂杆EO，平面 α内存在相互垂直的两根轴AB，CD(其中AB轴位于南北地轴与重力垂线组成的平面内)，平面 α均可绕AB、CD两轴自由转动.假定平面 α初始状态为水平位置，绕 AB 轴转动角度 θ的范围为(-150°，150°)，绕 CD 轴转动角度 φ 的范围为(-150°，150°).假设保持中杆顶点 E在平面 α的影子与 α平面几何中心 O始终重合.

这样，为了对太阳能跟踪进行比较好的分析，需要解决如下两个问题:

(1)计算出一年内任意一天日出时间和日落时间.

2 太阳能跟踪模型

为了使问题简化，现做以下假设:

(1)同一天内只考虑地球的自转影响，忽略公转;不同天内考虑……