меняется ли с течением времени (в одно и то же время суток) не только высота солнца над горизонтом, но и направление к нему в горизонтальной плоскости?
Меняется! И это лучше всего видно на специальной фотографии - аналемме (см.
фото В.Румянцева), представляющей из себя последовательность снимков Солнца в течение года в одно и то же время. В результате изображения Солнца выстраиваются не в линию, а в "восьмёрку", причём смещение Солнца вдоль вертикальной оси восьмёрки - это измение высоты Солнца вследствие изменения её склонения, а по горизонтали - искомое отклонение Солнца от "среднего" положения. Это отклонение называется
уравнением времени, и временами оно может достигать 15 минут, т.е. Солнце в одно и то же время в течение года будет "гулять" в пределах примерно +/- 4 градусов по азимуту. Правда, это становится заметным в масштабах месяцев, а за сутки изменение невелико.