Как рассчитать время восхода и заката Солнца в любой точке Земли. Какие факторы влияют на продолжительность светового дня. Что такое гражданские, навигационные и астрономические сумерки. Как определить истинный полдень.
Принцип работы солнечного калькулятора
Солнечный калькулятор — это инструмент для расчета времени восхода и заката Солнца, а также продолжительности светового дня в любой точке земного шара. Он позволяет получить точные данные для любой даты и географических координат.
Как работает солнечный калькулятор? Он использует сложные астрономические алгоритмы, учитывающие вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. На основе введенных пользователем данных (дата, широта и долгота) калькулятор вычисляет:
- Время восхода Солнца
- Время заката Солнца
- Продолжительность светового дня
- Время истинного полудня
Точность расчетов обычно составляет около 1 минуты для периода с 1980 по 2050 год. Однако для высоких широт (выше 60 градусов) погрешность может увеличиваться.
Факторы, влияющие на расчеты солнечного калькулятора
На результаты расчетов солнечного калькулятора влияет ряд факторов:
Географическая широта
Широта местности — ключевой фактор, определяющий продолжительность светового дня. Чем ближе к экватору, тем меньше разница между самым длинным и самым коротким днем в году. На полюсах наблюдаются полярный день и полярная ночь.
Время года
Из-за наклона земной оси продолжительность светового дня меняется в течение года. В Северном полушарии самый длинный день приходится на 20-22 июня, а самый короткий — на 21-22 декабря.
Рельеф местности
Горы и другие особенности рельефа могут влиять на фактическое время восхода и заката. Калькулятор обычно рассчитывает время для идеально ровной поверхности.
Атмосферные явления
Преломление света в атмосфере приводит к тому, что Солнце видно даже когда оно геометрически находится под горизонтом. Это учитывается при расчетах.
Понятие сумерек и их виды
Сумерки — это период неполной темноты после заката или перед восходом Солнца. Выделяют три вида сумерек:
Гражданские сумерки
Начинаются после заката, когда центр солнечного диска находится не глубже 6° под горизонтом. В это время еще достаточно светло для обычной деятельности на улице без искусственного освещения.
Навигационные сумерки
Наступают, когда Солнце опускается на 6-12° под горизонт. В это время на море еще видна линия горизонта, что важно для навигации судов.
Астрономические сумерки
Длятся пока Солнце находится на 12-18° под горизонтом. В это время небо уже достаточно темное для наблюдения большинства звезд, но солнечный свет все еще немного рассеивается в верхних слоях атмосферы.
Особенности расчета времени для разных широт
Расчет времени восхода и заката имеет свои особенности для разных широт:
Экваториальные широты
Вблизи экватора продолжительность дня почти не меняется в течение года и составляет около 12 часов. Восход и закат происходят примерно в одно и то же время круглый год.
Средние широты
В средних широтах наблюдаются заметные сезонные изменения продолжительности светового дня. Летом дни длиннее, зимой — короче.
Полярные широты
За полярными кругами наблюдаются периоды полярного дня (когда Солнце не заходит) и полярной ночи (когда Солнце не восходит). Для этих регионов калькулятор может показывать продолжительность дня 24 часа или 0 часов.
Понятие истинного полудня
Истинный полдень — это момент, когда Солнце находится в наивысшей точке над горизонтом. Он не всегда совпадает с 12:00 по местному времени. Почему так происходит?
- Земля вращается вокруг своей оси неравномерно
- Орбита Земли эллиптическая, а не круговая
- Часовые пояса не всегда точно соответствуют географической долготе
Разница между истинным полднем и 12:00 по местному времени может достигать 16 минут в течение года. Эту разницу называют уравнением времени.
Учет часовых поясов и перехода на летнее время
Для корректного отображения местного времени солнечный калькулятор должен учитывать часовой пояс и переход на летнее время. С этим связан ряд сложностей:
Нестандартные часовые пояса
Некоторые страны и регионы используют нестандартные смещения от UTC, например +5:30 или +8:45. Это усложняет автоматическое определение часового пояса по координатам.
Изменение границ часовых поясов
Границы часовых поясов могут меняться по политическим или экономическим причинам. Калькулятор должен учитывать актуальные данные.
Разные правила перехода на летнее время
Не все страны переходят на летнее время, а те, что переходят, могут делать это по разным правилам. Например:
- В России от перехода на летнее время отказались в 2011 году
- В США переход осуществляется во второе воскресенье марта и первое воскресенье ноября
- В Европейском союзе — в последнее воскресенье марта и октября
Учет всех этих нюансов требует постоянного обновления базы данных часовых поясов.
Практическое применение солнечного калькулятора
Солнечный калькулятор находит применение во многих сферах деятельности:
Сельское хозяйство
Фермеры используют данные о продолжительности светового дня для планирования посевных и уборочных работ, а также для управления системами искусственного освещения в теплицах.
Строительство и архитектура
При проектировании зданий учитывается ориентация по сторонам света и естественное освещение помещений в разное время года.
Фотография
Фотографы планируют съемки в «золотые часы» — периоды наиболее мягкого и красивого освещения после восхода и перед закатом.
Туризм
Туристы могут оптимально спланировать свой день, зная время восхода и заката в месте отдыха.
Энергетика
Данные о продолжительности светового дня важны для расчета эффективности солнечных электростанций.
Солнечный калькулятор — мощный инструмент для тех, кому важно знать точное время восхода, заката и продолжительность светового дня. Он учитывает множество факторов, от географических координат до особенностей часовых поясов, чтобы предоставить максимально точные данные. Понимание принципов его работы позволяет эффективно использовать этот инструмент в различных сферах деятельности.
Солнечный калькулятор. Расчет времени восхода и захода Солнца, продолжительности светового дня в лоюбой точке земного шара
Например: Красноярск, Екатеринбург, Южно-Сахалинск
В данном разделе вы можете посмотреть время восхода и захода солнца, длительность светового дня на любой день года в любой точке Земли. Для просмотра вам необходимо выбрать дату, которая вас интересует и указать интересующий вас регион. В результате вы получите время восхода солнца, время солнечного заката, а также длительность светового дня.
(по умолчанию координаты даны для Москвы)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
Сент.Окт.Нояб.Дек.01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
311995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
|
Онлайн калькулятор: Восход и закат солнца
Наблюдая за улучшением погоды в своей местности, внезапно задался мыслью о том, что неплохо было бы знать время восхода и заката Солнца. Сказано — сделано. Алгоритм расчета нашелся здесь. Источник алгоритма — Almanac for Computers, 1990, published by Nautical Almanac Office, United States Naval Observatory, Washington, DC 20392
В комментариях к алгоритму также было указано, что он верен для периода с 1980 по 2050 год, и обладает точностью до одной минуты.
Точность, впрочем, уменьшается для мест, лежащих на широтах выше 60 градусов северной или южной широты. Выше 80 градусов погрешности в расчете солнечной эклиптики (так, кажется) приводят к еще большим ошибкам (каким — не сказано).
Также для высоких широт зимой и летом солнце может либо никогда не заходить (полярный день) либо никогда не восходить (полярная ночь). В этом случае в результатах указывается продолжительность дня 24 часа либо 00 часов соответственно.
Надо еще рассказать про зенитный угол (zenith angle), который задается параметром «Граница дня/ночи» и оказывает существенное влияние на расчет. Зенит — это линия, направленная из точки на поверхности земли вертикально вверх, а зенитный угол (я не уверен в термине, это калька с английского) — это угол между вертикалью и направлением на центр небесного объекта. В данном случае речь идет о том, какой величины должен быть этот угол, чтобы считать, что солнце уже «совсем» взошло или уже село и день сменился ночью или наоборот.
Если бы Солнце было точкой, а Земля не имела атмосферы, то зенитный угол, определяющий полный закат солнца, был бы равен 90 градусам. Но поскольку Солнце не точка и имеет угловой диаметр, а его свет отражается твердыми частицами в атмосфере, то для того, чтобы верхний край солнечного диска скрылся за горизонтом, его центр должен лежать уже чуть ниже горизонта. При нормальных атмосферных условиях это соответствует углу в 90 градусов 50 минут. Этот угол считается углом «официального» заката солнца.
Но хотя солнце и скрылось за горизонтом, за счет отражения его света от атмосферы все еще довольно светло. Начинается период времени, называемый сумерками. Сумерки делятся на три этапа, и конец каждого из этапов тоже можно взять за точку заката солнца.
Первый этап называется гражданскими сумерками. Это время, когда еще достаточно светло, чтобы работать вне помещения без искусственного освещения. Концу гражданских сумерек соответствует зенитный угол в 96 градусов, после чего начинаются навигационные сумерки.
Навигационные сумерки — это время, когда на воде все еще заметна линия горизонта. Концу навигационных сумерек соответствует зенитный угол в 102 градуса, после чего начинаются астрономические сумерки.
Астрономические сумерки — это время, когда Солнце все еще является источником света и мешает видимости самых слабых звезд. Для обычного наблюдателя это время неотличимо от ночи. Концу астрономических сумерек соответствует момент, когда Солнце полностью прекращает быть источником света, и это зенитный угол в 108 градусов.
Впрочем, как оказалось, реализация алгоритма это еще не все. Дело в том, что алгоритм выдает результат в гринвичском времени. Очевидно, что для большего удобства пользователя надо перевести это время в местное. В идеальном мире часовой пояс можно было бы получить, используя значение долготы места. В самом деле, земной сфероид делится на 24 сферических двуугольника, по меридианам, отстоящим друг от друга на 15 градусов, и часовой пояс вычисляется тривиально.
Но в реальном мире все не так — политические, административные и географические границы придали весьма забавную форму часовым поясам, так что от определения пояса по долготе пришлось отказаться. Вместо этого я добавил в калькулятор дополнительное поле для задания смещения от гринвичского времени.
Тут пришла в голову мысль — почему бы не объединить этот алгоритм со справочником Информация о городах, который используется для калькулятора Расстояние между двумя городами и не сделать еще один калькулятор — расчет времени восхода и заката солнца в городах, с использованием данных из справочника. Координаты городов в нем есть, часовые пояса теперь тоже есть — выбираешь дату и город и получаешь местное время восхода и заката без лишних хлопот.
Правда, надо еще было понять, какое сейчас местное время — зимнее или летнее. Дело в том, что в тех странах, которые используют зимнее и летнее время, смена времени осуществляется по разному. Например, в Новой Зеландии летнее время действует с 30 апреля до последнего воскресенья сентября, а в Ираке — с первой пятницы апреля до последней пятницы октября.
В общем, на такие подробности меня уже не хватило, и я немного упростил, использовав правило перехода на зимнее/летнее время, принятое в Европе и в России — с последнего воскресенья марта по последнее воскресенье октября.
Так что для некоторых городов (ну например, для городов Новой Зеландии) местное время в калькуляторе может вычисляться неправильно для марта-апреля и сентября-октября. Но, к слову, далеко не все страны используют зимнее/летнее время. Например, в районе экватора оно совсем и не нужно, так как сезонных изменений в солнечном свете практически не наблюдается. Да и вообще, многим странам такое деление навязывалось искусственно, в их бытность колониями, или, как в случае с Японией, под американской оккупацией (1948-1951). Некоторые страны, как говорится, пробовали, но им не понравилось. На территории бывшего СССР от разного времени уже отказались страны Центральной Азии и Грузия. Мол, люди напрягаются, а экономического эффекта не видно.
Вообще придумали зимнее/летнее время, как я и подозревал, англичане.
В 1907 году предложил его некий Вильям Виллет (William Willett).
Англичане вообще славятся придумыванием всяких забавных штук вроде имперской системы мер (см. Перевод мер площади из метрической в английскую систему и обратно) или нестандартных размеров обуви (см. Соответствие размеров обуви), так что ничего удивительного. Но многие страны Европы им последовали в годы Первой Мировой Войны, чтобы экономить что? Неправильно, совсем не электричество — а уголь. Первыми были практичные немцы и их союзники (30 апреля 1916 года), ну а потом подтянулась Великобритания с союзниками и затем нейтральные страны.
Собственно, ниже калькулятор времени восхода и заката в городах (если вашего города в нем нет, зарегистрируйтесь и добавьте его в справочник), а еще ниже — по заданным географическим координатам (для вывода правильного местного времени надо самому ввести смещение от гринвичского).
P.S. По просьбе пользователя (смотри обсуждение статьи ниже) в калькуляторы добавлен расчет времени истинного полудня, т.
е. времени, когда солнце солнце имеет наибольшее восхождение. Это время, в общем, не совпадает с 12:00.
Восход и закат солнца по городам
ГородОбновление…
День
Обновление…
Обновление…
Обновление…
Граница дня/ночивидимый заход солнца за линию горизонтаконец гражданских сумерекконец навигационных сумерекконец астрономических сумерек
Время восхода по Гринвичу
Время заката по Гринвичу
Продолжительность дня
Время восхода местное
Время заката местное
Истинный полдень
Широта
Долгота
Восход и закат солнца
День
Обновление…
Обновление.
..
Обновление…
Широта
Долгота
Граница дня/ночивидимый заход солнца за линию горизонтаконец гражданских сумерекконец навигационных сумерекконец астрономических сумерек
Разница с Гринвичем
Время восхода по Гринвичу
Время заката по Гринвичу
Продолжительность дня
Время восхода местное
Время заката местное
Истинный полдень
Астрономия восход города Дата и время закат заход продолжительность дня солнце часовой пояс
Стоимость солнечной энергиидля счета за электроэнергию в размере 300 долларов США Стоимость солнечной энергии
для счета за электроэнергию в размере 300 долларов США Настройки файлов cookie на этом веб-сайте настроены на «разрешить все файлы cookie», чтобы обеспечить вам максимальное удобство.
Ваша информация не будет передана третьим лицам. Пожалуйста, нажмите «Принять файлы cookie», чтобы продолжить использование сайта.
Поиск
Стоимость солнечной энергии для счета за электроэнергию в размере 300 долларов
Это экономия солнечной энергии и оценка стоимости* для ежемесячного счета за электроэнергию в размере 300 долларов США.
Солнечная панель мощностью 10 кВт или 10 000 Вт может компенсировать большую часть вашего энергопотребления. Результаты будут варьироваться в зависимости от тарифа на коммунальные услуги, местоположения и факторов установки.
Стоимость электроэнергии до перехода на солнечную батарею
Это сумма, которую вы будете платить за коммунальные услуги, если не будете использовать солнечные панели.
300 долларов в месяц, или 3600 долларов в год, или 108 000 долларов в течение 25 лет. Не забудьте добавить инфляцию! Тарифы на коммунальные услуги растут в среднем на 4% каждый год.
Сэкономьте 92 581 долларов за 25 лет
Вот сколько денег вы могли бы сэкономить на счетах за коммунальные услуги с помощью солнечной энергии. Сэкономьте 90 долларов в месяц или 1080 долларов в год после перехода на солнечную энергию.
Возврат инвестиций (ROI) составляет от 14% до 20%.
Срок окупаемости от 4 до 7 лет. Солнечные панели могут работать 25 и более лет.
Другие преимущества солнечной энергии
Будьте независимыми от энергии и избегайте повышения тарифов на коммунальные услуги.
Увеличьте стоимость своей собственности на 30 000–40 000 долларов в зависимости от того, где вы живете. Исследования в области недвижимости показывают, что дом на солнечной энергии может увеличить рыночную стоимость при перепродаже.
Экологические преимущества чистой возобновляемой энергии бесценны.
Солнечные панели такого размера эквивалентны посадке более 8000 деревьев за весь срок службы системы.
Солнечная система мощностью 10 кВт
Система мощностью 10 000 Вт будет использовать от 20 до 30 панелей. Модули могут генерировать в среднем около 1800 кВтч электроэнергии в месяц (зависит от местоположения). Для солнечной батареи потребуется 680 квадратных футов пространства на крыше или на земле.
Сколько это стоит?
Средняя прейскурантная цена до вычета налогов составляет от 18 000 до 28 000 долларов за солнечную систему мощностью 10 кВт, подключенную к сети.
ЧИСТАЯ СТОИМОСТЬ после налогового вычета может составлять 13 320 долларов США за самостоятельную установку или 20 720 долларов США за профессиональную установку с полным спектром услуг.
Общая стоимость должна включать строительные планы, разрешение, панели, инвертор, монтаж на крыше, установку и гарантию.
С чего начать
Хотите систему солнечных батарей по самой низкой цене?
START SOLAR DESIGN
*ПРИМЕЧАНИЕ.
Это текущие оценки стоимости солнечной энергии по состоянию на МАРТ 2022 г. Суммы могут варьироваться в зависимости от вашего местоположения и факторов установки. Стоимость коммунальных услуг за 25 лет основана на среднем национальном уровне 0,16 доллара за кВтч и консервативном годовом уровне инфляции цен на электроэнергию на уровне 2,5%. Расчетное количество кВтч, произведенное в месяц, основано на калькуляторе NREL PVWatts; предполагает 5 солнечных часов в день, массив установлен на 180 градусов южной широты и наклонен на 20 градусов. Сколько солнечной энергии вам нужно для счета за электричество в 300 долларов?
Экономия солнечной энергии и оценка стоимости для ежемесячного счета за электроэнергию в размере 100 долларов США
Экономия солнечной энергии и оценка стоимости для ежемесячного счета за электроэнергию в размере 100 долларов США Настройки файлов cookie на этом веб-сайте настроены на «разрешить все файлы cookie», чтобы обеспечить вам максимальное удобство.
Ваша информация не будет передана третьим лицам. Пожалуйста, нажмите «Принять файлы cookie», чтобы продолжить использование сайта.
Поиск
Стоимость солнечной энергии для счета за электроэнергию в размере 100 долларов
Это экономия солнечной энергии и смета расходов* для ежемесячного счета за электроэнергию в размере 100 долларов США.
Солнечная панель мощностью 4 кВт или 4000 Вт может компенсировать большую часть вашего энергопотребления. Результаты будут варьироваться в зависимости от тарифа на коммунальные услуги, местоположения и факторов установки.
Стоимость электроэнергии до перехода на солнечную батарею
Это сумма, которую вы будете платить за коммунальные услуги, если не будете использовать солнечные панели.
100 долларов в месяц или 1200 долларов в год или 40,9 долларов00 старше 25 лет. Не забывайте об инфляции! Тарифы на коммунальные услуги растут в среднем на 4% каждый год.
Сэкономьте 30 170 долларов за 25 лет
Вот сколько денег вы могли бы сэкономить на счетах за коммунальные услуги ПОСЛЕ использования солнечной энергии. Сэкономьте 90 долларов в месяц или 1080 долларов в год после перехода на солнечную энергию.
Возврат инвестиций (ROI) составляет от 13% до 25%.
Срок окупаемости от 3 до 8 лет. Солнечные панели могут работать 25 и более лет.
Другие преимущества солнечной энергии
Будьте независимыми от энергии и избегайте повышения тарифов на коммунальные услуги.
Увеличьте стоимость своей собственности на 12 000–16 000 долларов в зависимости от того, где вы живете. Исследования в области недвижимости показывают, что дом на солнечной энергии может увеличить рыночную стоимость при перепродаже.
Экологические преимущества чистой возобновляемой энергии бесценны.
Солнечные панели такого размера эквивалентны посадке более 8000 деревьев за весь срок службы системы.
Солнечная система мощностью 4 кВт
Система мощностью 4000 Вт использует от 10 до 14 панелей. Модули могут генерировать в среднем около 800 кВтч электроэнергии в месяц (зависит от местоположения). Для солнечной батареи потребуется 260 квадратных футов пространства на крыше или на земле.
Сколько это стоит?
Средняя прейскурантная цена до вычета налогов составляет от 7 500 до 12 000 долларов США за сетевую солнечную систему мощностью 4 кВт.
ЧИСТАЯ СТОИМОСТЬ после налогового вычета может составлять 5 250 долларов США за самостоятельную установку или 8 400 долларов США за профессиональную установку с полным спектром услуг.
Общая стоимость должна включать строительные планы, разрешение, панели, инвертор, монтаж на крыше, установку и гарантию.
С чего начать
Хотите систему солнечных батарей по самой низкой цене?
START SOLAR DESIGN
*ПРИМЕЧАНИЕ.
