傾斜面日射量を「水平面全天日射量」に換算できないか考えてみた

仕事で日射量データを扱っていると、傾斜面で実測されているデータに出会うことがあります。

傾斜面で日射量を測るケース

傾斜面で日射量を実測するケース、理由はいろいろあるようです。

そもそも傾斜面日射量を実測している（太陽電池パネル面、集熱器面の日射量の実測）
設置の都合で水平面に置けなかった
そもそも“その面”が知りたかった

などなど。このため、「傾斜面日射量の実測データが手元にある」という状況自体は、それほど珍しくありません。

一般的に使いたいのは水平面全天日射量

とはいえ、シミュレーションでは水平面全天日射量をそのまま、もしくは換算して使うケースが多かったりします。

TRNSYSに使えそうなコンポーネントは？

というわけで、傾斜面日射量を水平面全天日射量へ換算できないかTRNSYSのコンポーネントを調べてみました。

標準コンポーネントにはありませんでしたが、TESS Utility Library / Solar Library に含まれている
Type 546: Total Radiation Splitter がどうやら使えそうです。
（オプションライブラリなので別途入手する必要があります）

Type 546: Total Radiation Splitter

ドキュメントによると、Type 546 は傾斜面「全天日射量（Total Radiation）」もとに直散分離をするコンポーネントのようです。
Outputには水平面全天日射量も用意されています。これが使えそうです。

Type 546 の入力

このコンポーネントに必要な主な入力は以下。

傾斜面上の全天日射量
表面の傾斜角（slope）などの配置条件
水平面大気外日射量（Extraterrestrial horizontal radiation）

水平面大気外日射量がちょっと厄介そうです。でも冷静に考えるとこれは計算値です。これさえなんとかすればクリアできそうです。

Type 546 Total Radiation Splitterの挙動を確認

Type546には、ありがたいことにサンプルが用意されています。

C:\TRNSYS18\Tess Models\Examples\
Utility Library\
Misc - Plume Predictor, Radiation Splitter, Sky Temperature_v2a.tpf

このサンプルを開いてみると、TMY形式の気象データから傾斜面日射量を受け取って、傾斜面の直達・天空・地表面反射に分離しているようです。(クリックで拡大します）

傾斜面→水平面全天日射量を検証

傾斜面日射量から水平面全天日射量に換算した値、それと元々の水平面全天日射量を比較して同じになれば使えそうです。

サンプルを元に改良して、Type546で計算された水平面全天日射量と、Type15（気象データ）の水平面全天日射量を比較してみました。

接続は以下のようになります。

Type15 / 傾斜面日射量 → Type 546
Type546 / 水平面全天日射量→Type65
Type15 / 水平面全天日射量→Type65

これでほぼ同じ値が出力されるか比較してみると。。。、なかなか良さそうな結果です。（下図）

TESS Utility Library / Solar Library, Type 546: Total Radiation Splitterをお持ちの方は、こちらのサンプルをお試し下さい。