太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量不同单位之间的换算
1卡（cal）＝4.1868焦（J）＝1.16278毫瓦时（mWh）
1千瓦时（KWh）＝3.6兆焦(MJ)
1千瓦时／平方米（KWh/m2）=3.6兆焦/平方米（MJ/m2）=0.36千焦/平方厘米（KJ/cm2）
100毫瓦时/平方厘米（mWh/cm2）=85.98卡/平方厘米（cal/cm2）
1兆焦/米平方(MJ/m2)=23.889卡/平方厘米
(cal/cm2)=27.8毫瓦时/平方厘米 (mWh/cm2)
太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算
辐射能量换算成峰值日照系数：
当辐射量的单位为卡/平方厘米时，则：
年峰值日照小时数=辐射量×0.0116（换算系数）
例如：
某地年水平面辐射量139千卡/厘米2（kcal/m2）,电池组件倾斜面上的辐射量152.5千卡/厘米2（kcal/cm2）,则年峰值日照小时数为：152500卡/厘米
2（cal/cm2）×0.0116=1769h,峰值日照时数=1769÷
365=4.85h.
当辐射量的单位为兆焦/米平方（MJ/m2）时，则：年峰值日照小时数=辐射量÷3.6（换算系数）
例如：
某地年水平辐射量为5497.27兆焦/米2（MJ/m2）,电池组件倾斜面上的辐射量为348.82兆焦/米2（MJ/m2）,则年峰值日照小时数为：6348.82（MJ/m2）÷3.6=1763.56h,峰值日照时数=1763.56÷365=4.83h.
当辐射量的单位为千瓦时/米2（KWh/m2）时，则：峰值日照小时数=辐射量÷365
例如：
北京年水平面辐射量为1547.31千瓦时/米2（KWh/ m2）,电池组件倾斜面上的辐射量为1828.55千瓦时/米2 (KWh/m2),则峰值日照小时数为：1828.55(KWh/m2)÷365=5.01h
当辐射量的单位为千焦/厘米2（KJ/c m2）时，则：年峰值日照小时数=辐射量÷0.36（换算系数）
例如：
拉萨年水平面辐射量为777.49千焦/厘米2（KJ/cm2），电
池组件倾斜面上的辐射量为881.51千焦/厘米2（KJ/cm2），则年峰值日照小时数为：881.51（KJ/cm2）÷0.36=2448.64h，峰值日照时数=2448.64h÷365=6.71h
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全国各地太阳能总辐射量
全国各地太阳能总辐射量 全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量 太阳能年辐射量标准光照下 地区类别地区年日照时数年平均日照 22时间,时, MJ/m?年 kWh/m?年 宁夏北部、甘肃北部、 一新疆南部、青海西部、6680-8400 1855-2333 3200-3300 5.08-6.3 西藏西部 河北西北部、山西北 部、内蒙古南部、宁 夏南部、甘肃中部、二 5852-6680 1625-1855 3000-3200 4.45-5.08 青海东部、西藏东南 部、新疆南部 山东、河南、河北 东南部、山西南部、 新疆北部、吉林、辽 宁、云南、陕西北部、三 5016-5852 1393-1625 2200-3000 3.8-4.45 甘肃东南部、广东南 部、福建南部、江苏 北部、安徽北部、台 湾西南部 湖南、湖北、广西、 江西、浙江、福建北
部、广东北部、陕西四 4190-5016 1163-1393 1400-2200 3.1-3.8 南部、江苏南部、安 徽南部、黑龙江、台 湾东北部 五四川、贵州 3344-4190 928-1163 1000-1400 2.5-3.1 、δ、ω、αs、γs值附录B 江苏省部分地区的, 太阳高度太阳方位地理纬度太阳赤纬太阳时角城市名角角(o) ,δ(o) ω(o) α(o) γs(o) s 南京 32.04 -23.43 0 34.53 0 江宁 31.95 -23.43 0 34.62 0 南六合 32.36 -23.43 0 34.21 0 京江浦 32.07 -23.43 0 34.5 0 市溧水 31.65 -23.43 0 34.92 0 高淳 31.32 -23.43 0 35.25 0 苏州 31.32 -23.43 0 35.25 0 张家港 31.86 -23.43 0 34.71 0 常熟 31.64 -23.43 0 34.93 0 苏 州太仓 31.45 -23.43 0 35.12 0 市昆山 31.39 -23.43 0 35.18 0 吴县 31.32 -23.43 0 35.25 0 吴江 31.16 -23.43 0 35.41 0 无锡 31.59 -23.43 0 34.98 0 无 锡江阴 31.91 -23.43 0 34.66 0 市宜兴 31.36 -23.43 0 35.21 0 常州 31.79 -23.43 0 34.78 0 常武进 31.78 -23.43 0 34.79 0 州金坛 31.74 -23.43 0 34.83 0 市溧阳 31.43 -23.43 0 35.14 0 镇江 32.2 -23.43 0 34.37 0 丹徒 32.2 -23.43 0 34.37 0 镇
华东师大2011课标版科学七年级下册《第三章 阳光 第一节 太阳辐射能》_1
华师大科学七年级（下）阳光第一课时教学设计
讲授新课引入：1.太阳是一个巨大的能源 介绍辐射能：太阳是一个不断进行着核爆炸的大火球，它以辐射形式不断地向周围空间释放能 量，这种能量叫做辐射能。 太阳辐射能的主要形式：光和热。 提出问题，让学生思考与讨论： 1、其他的恒星是不是辐射源？ 2、宇宙中这么多恒星，为什么我们感觉不到 它们发出的光和热？ 学生回答：1、是，因为恒星可以自行发光发热 2、因为他们离地球十分遥远，所以地球观察 到的恒星只是一个发光点，有的恒星单位时间发出 的辐射能比太阳多 向学生提问：地球获得的太阳辐射几乎是平行的吗？太阳距离地球有多远？ 通过PPT告诉学生：地球离太阳很远，距离太阳约1.5万亿千米，体积比太阳小的多。照射到地 球的太阳光几乎是平行的 让学生阅读：点光源. 学生讨论 总结出课题： 1.太阳是一个 巨大的能源 学生看PPT讨 论太阳辐射能 的主要形式。 学生思考 与讨论，1、其 他的恒星是不 是辐射源？ 2、为什么 我们感觉不到 它的光和热？ 学生思 考：太阳以怎 样的形式向地 球辐射能？ 学生阅读：点 光源。 学生观察 PPT：太阳能飞 培养学生自主学 习能力和总结能 力。 通过学生思考问 题，培养学生思 考能力，语言表 达能力，归纳总 结能力。 通过讨论激发 学生学习兴趣， 并培养学生归纳 总结能力和语言 表达能力。 培养学生自主学 习能力，获取重 要信息能力。
点光源发出的光辐射到达被照面单位面积上的光辐射量是随距离增大而迅速减小的，这就是为
结论：物体的吸热本领与物体表面颜色有关。 白色物体不易吸收太阳热辐射， 黑色物体容易吸收太阳热辐射。 应用：夏天人们为什么喜欢穿白色衣服？ 太阳的光、热辐射，一方面随着辐射的距离增大，受照射面积上的辐射量就越来越小。 另一方面在相同距离处，同一面积上所受到的辐射量，与太阳光线对受照面的倾角大小也有着十分密切的关系。 太阳光线垂直照射时最强，而倾角越小，即太阳光线越倾斜时，单位面积上受到的辐射量就越小。 冬季与夏季的气温差别，主要就是由于阳光照射地球表面的倾斜程度不同所致。 思考与讨论： 1.在阳光下，沙漠中的黑色石头比周围的沙子烫得多，为什么？论夏天人们为 什么喜欢穿白 色衣服？ 学生思考 与讨论：1.在 阳光下，沙漠 中的黑色石头 比周围的沙子 烫得多，为什 么？ 2.贮存天 然气的球柜为 什么要漆成白 色？ 题能力，巩固所 学知识。培养学 生知识应用能 力。 巩固所学知识。 巩固所学知识， 培养学生知识应 用能力。 培养学生巩固所 学知识，培养学 生知识应用能 力。 培养学生利用所 用知识点，解决 实际问题能力。
太阳能辐射量分类
太阳能资源分四类（最新）： 我国太阳能资源分布是不均衡的，按辐射强度划分，大致可以划分为四类地区，其中： 一类地区大于6700MJ/m2，＞159.5千卡/cm2 二类地区是5400-6700MJ/m2， 128.6-159.5千卡/cm2 三类地区4200-5400MJ/m2， 100-128.6千卡/cm2 四类地区小于4200MJ/ m2。 <100千卡/cm2 我国主要城市年平均日照时数，也可以划分成四类地区。 一类地区平均日照时数在2500小时以上，一类地区有乌鲁木齐、拉萨、西宁、银川、呼和浩特、沈阳等， 二类地区平均日照时数在2000-2500小时之间，二类地区有北京、天津、石家庄、济南、南昌、太原、长春、哈尔滨、兰州等， 三类地区平均日照时数在1000-2000小时，三类地区有上海、南京、杭州、合肥、福州、郑州、长沙、南宁、广州、昆明、海口， 四类地区平均日照时数1000小时以下，四类地区有重庆、成都、贵阳。 【我国太阳能资源】旧版本 在我国，西藏西部太阳能资源最丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。 根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划分为五类地区。 一类地区 为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量6680～8400 MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。 二类地区 为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡。这些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算 ?太阳能辐射能量不同单位之间的换算 ?1卡（cal）＝4.1868焦（J）＝1.16278毫瓦时（mWh） ?1千瓦时（KWh）＝3.6兆焦(MJ) ?1千瓦时／米平方（KWh/m2）=3.6兆焦/米平方（MJ/m2） =0.36千焦/厘米平方（KJ/cm2） ?100毫瓦时/厘米平方（mWh/cm2）=85.98卡/厘米平方 （cal/cm2） ?1兆焦/米平方(MJ/m2)=23.889卡/厘米平方 (cal/cm2)=27.8毫瓦时/厘米平方(mWh/cm2) ?太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算 ?辐射能量换算成峰值日照系数：
?当辐射量的单位为卡/厘米平方时，则： 年峰值日照小时数=辐射量×0.0116（换算系数） 例如： 某地年水平面辐射量139千卡/厘米2（kcal/m2）,电池组件倾斜面上的辐射量152.5千卡/厘米2（kcal/cm2）,则年峰值日照小时数为：152500卡/厘米2（cal/cm2）×0.0116=1769h,峰值日照时数=1769÷365=4.85h. ?当辐射量的单位为兆焦/米平方（MJ/m2）时，则： 年峰值日照小时数=辐射量÷3.6（换算系数） 例如： 某地年水平辐射量为5497.27兆焦/米2（MJ/m2）,电池组件倾斜面上的辐射量为348.82兆焦/米2（MJ/m2）,则年峰值日照小时数为：6348.82（MJ/m2）÷3.6=1763.56h,峰值日照时数=1763.56÷365=4.83h. ?当辐射量的单位为千瓦时/米2（KWh/m2）时，则： 峰值日照小时数=辐射量÷365 例如：
全国太阳辐射量资料
具体分部情况见下图 资源带号名称指标 Ⅰ资源丰富带≥6700MJ/（m2·a） Ⅱ资源较富带5400~6700MJ/（m2·a）Ⅲ资源一般带4200~5400MJ/（m2·a）Ⅳ资源贫乏带＜4200MJ/（m2·a）
附表1我国主要城市的辐射参数表 城市纬度Φ日辐射量 Ht 最佳倾角 Φop 斜面日 辐射量 修正系数 Kop 哈尔滨45.68 12703 Φ＋3 15838 1.1400 长春43.90 13572 Φ＋1 17127 1.1548 沈阳41.77 13793 Φ＋1 16563 1.0671 北京39.80 15261 Φ＋4 18035 1.0976 天津39.10 14356 Φ＋5 16722 1.0692 呼和浩特40.78 16574 Φ＋3 20075 1.1468 太原37.78 15061 Φ＋5 17394 1.1005 乌鲁木齐43.78 14464 Φ＋12 16594 1.0092 西宁36.75 16777 Φ＋1 19617 1.1360 兰州36.05 14966 Φ＋8 15842 0.9489 银川38.48 16553 Φ＋2 19615 1.1559 西安34.30 12781 Φ＋14 12952 0.9275 上海31.17 12760 Φ＋3 13691 0.9900 南京32.00 13099 Φ＋5 14207 1.0249 合肥31.85 12525 Φ＋9 13299 0.9988 杭州30.23 11668 Φ＋3 12372 0.9362 南昌28.67 13094 Φ＋2 13714 0.8640 福州26.08 12001 Φ＋4 12451 0.8978 济南36.68 14043 Φ＋6 15994 1.0630 郑州34.72 13332 Φ＋7 14558 1.0476 武汉30.63 13201 Φ＋7 13707 0.9036 长沙28.20 11377 Φ＋6 11589 0.8028 广州23.13 12110 Φ－7 12702 0.8850 海口20.03 13835 Φ＋12 13510 0.8761 南宁22.82 12515 Φ＋5 12734 0.8231 成都30.67 10392 Φ＋2 10304 0.7553 贵阳26.58 10327 Φ＋8 10235 0.8135 昆明25.02 14194 Φ－8 15333 0.9216 拉萨29.70 21301 Φ－8 24151 1.0964
全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量
全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量 地区类别地区 太阳能年辐射量 年日照时数 标准光照下 年平均日照 时间（时）MJ/m2·年 kWh/m2· 年 一宁夏北部、甘肃北部、 新疆南部、青海西部、 西藏西部 6680-84 00 1855-233 3 3200-3300 二河北西北部、山西北 部、内蒙古南部、宁 夏南部、甘肃中部、 青海东部、西藏东南 部、新疆南部 5852-66 80 1625-185 5 3000-3200 三山东、河南、河北 东南部、山西南部、 新疆北部、吉林、辽 宁、云南、陕西北部、 甘肃东南部、广东南 部、福建南部、江苏 北部、安徽北部、台 湾西南部 5016-58 52 1393-162 5 2200-3000
四湖南、湖北、广西、 江西、浙江、福建北 部、广东北部、陕西 南部、江苏南部、安 徽南部、黑龙江、台 湾东北部 4190-50 16 1163-139 3 1400-2200 五四川、贵州 3344-41 90 928-1163 1000-1400 附录B 江苏省部分地区的?、δ、ω、αs、γs值 城市名地理纬度 ?（o） 太阳赤纬 δ（o） 太阳时角 ω（o） 太阳高度 角 αs（o） 太阳方位 角 γs（o） 南京市南京0 0 江宁0 0 六合0 0 江浦0 0 溧水0 0 高淳0 0 苏州市 苏州0 0 张家港0 0 常熟0 0 太仓0 0 昆山0 0 吴县0 0 吴江0 0 无锡市无锡0 0 江阴0 0 宜兴0 0 常州市常州0 0 武进0 0 金坛0 0 溧阳0 0 镇镇江0 0
江市丹徒0 0 扬中0 0 丹阳32 0 0 句容0 0 扬州市扬州0 0 江都0 0 刑江0 0 仪征0 0 高邮0 0 宝应0 0 泰州市泰州0 0 晋江0 0 泰兴0 0 姜堰0 0 兴 化 0 0 南通市南通0 0 通州0 0 启东0 0 海门0 0 海安0 34 0 如皋0 0 如东0 0 徐州市徐州0 0 奉县0 0 沛县0 0 赣榆0 0 东海0 0 新沂0 0 邳县0 0 睢宁0 0 铜山0 0 淮安市淮安0 0 楚州0 0 洪泽0 0 盱眙33 0 0 涟水0 0 金湖0 0 盐城市盐城0 0 滨海0 0 阜宁0 0
太阳能板的安装角度计算方式
太阳能板的安装角度计算方式 由于太阳能是一种清洁的能源，它的应用正在世界范围内快速地增长。利用太阳光发电就是一种使用太阳能的方式，可是目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，从我国现阶段的太阳能发电成本来看，其花费在太阳电池组件的费用大约为60～70％，因此，为了更加充分有效地利用太阳能，如何选取太阳电池方阵的方位角与倾斜角是一个十分重要的问题。 1.方位角 太阳电池方阵的方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度）。一般情况下，方阵朝向正南（即方阵垂直面与正南的夹角为0°）时，太阳电池发电量是最大的。在偏离正南（北半球）30°度时，方阵的发电量将减少约10％～15％；在偏离正南（北半球）60°时，方阵的发电量将减少约20％～30％。但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节，太阳电池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最大的时候。方阵设置场所受到许多条件的制约，例如，在地面上设置时土地的方位角、在屋顶上设置时屋顶的方位角，或者是为了躲避太阳阴影时的方位角，以及布置规划、发电效率、设计规划、建设目的等许多因素都有关系。如果要将方位角调整到在一天中负荷的峰值时刻与发电峰值时刻一致时，请参考下述的公式。至于并网发电的场合，希望综合考虑以上各方面的情况来选定方位角。方位角＝（一天中负荷的峰值时刻（24小时制）－12）×15＋（经度－116）10月9日北京的太阳电池方阵处于不同方位角时，日射量与时间推移的关系曲线。在不同的季节，各个方位的日射量峰值产生时刻是不一样的。 2.倾斜角 倾斜角是太阳电池方阵平面与水平地面的夹角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。但是，和方位角一样，在设计中也要考虑到屋顶的倾斜角及积雪滑落的倾斜角（斜率大于50％-60％）等方面的限制条件。对于积雪滑落的倾斜角，即使在积雪期发电量少而年总发电量也存在增加的情况，因此，特别是在并网发电的系统中，并不一定优先考虑积雪的滑落，此外，还要进一步考虑其它因素。对于正南（方位角为0°度），倾斜角从水平（倾斜角为0°度）开始逐渐向最佳的倾斜角过渡时，其日射量不断增加直到最大值，然后再增加倾斜角其日射量不断减少。特别是在倾斜角大于50°～60°以后，日射量急剧下降，直至到最后的垂直放置时，发电量下降到最小。方阵从垂直放置到10°～20°的倾斜放置都有实际的例子。对于方位角不为0°度的情况，斜面日射量的值普遍偏低，最大日射量的值是在与水平面接近的倾斜角度附近。以上所述为方位角、倾斜角与发电量之间的关系，对于具体设计某一个方阵的方位角和倾斜角还应综合地进一步同实际情况结合起来考虑。 3.阴影对发电量的影响一般情况下，我们在计算发电量时，是在方阵面完全没有阴影的前提下得到的。因此，如果太阳电池不能被日光直接照到时，那么只有散射光用来发电，此时的发电量比无阴影的要减少约10％～20％。针对这种情况，我们要对理论计算值进行校正。通常，在方阵周围有建筑物及山峰等物体时，太阳出来后，建筑物及山的周围会存在阴影，因此在选择敷设方阵的地方时应尽量避开阴影。如果实在无法躲开，也应从太阳电池的接线方法上进行解决，使阴影对发电量的影响降低到最低程度。另外，如果方阵是前后放置时，后面的方阵与前面的方阵之间距离接近后，前边方阵的阴影会对后边方阵的发电量产生影响。有一个高为L1的竹竿，其南北方向的阴影长度为L2，太阳高度（仰角）为A，在方位角为B时，假设阴影的倍率为R，则： R ＝L2/L1 ＝ctgA×cosB 此式应按冬至那一天进行计算，
新能源专业太阳能试卷与答案100分
新能源专业-太阳能试卷 一、单选题【本题型共10道题】 1.光伏发电站并网运行时，向电网馈送的直流电流分量不应超过其交流额定值的（）。 A．0.5% B．1% C．1.5% D．2% 用户答案：[A] 得分：1.00 2.光伏发电聚光光伏系统中，点聚焦聚光应采用（）跟踪系统。 A．单轴 B．双轴 C．主动控制方式 D．被动控制方式 用户答案：[A] 得分：0.00 3.使用金属边框的光伏组件，边框和支架应结合良好，两者之间接触电阻应不大于（）。 A．4Ω B．6Ω C．8Ω D．10Ω
用户答案：[D] 得分：0.00 4.水平单轴跟踪系统宜安装在以下哪类地区。（） A．低纬度地区 B．中纬度地区 C．高纬度地区 D．中.高纬度地区 用户答案：[A] 得分：1.00 5.光伏组件串的最大功率工作电压变化范围应在（）的最大功率跟踪电压范围内。 A．光伏组件 B．电池板 C．逆变器 D．二极管 用户答案：[C] 得分：1.00 6.我国太阳能资源年太阳辐射总量5850-6680MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡的地区，属于（）类地区。 A．I B．II C．III D．IV 用户答案：[B] 得分：1.00 7.光伏方阵内光伏组件串的最低点距地面的距离不宜低于（）。
A．100mm B．200mm C．300mm D．500mm 用户答案：[C] 得分：1.00 8.光伏电站站址所在地区，参考气象站应具有连续（）以上的太阳辐射长期观测记录。 A．2年 B．5年 C．10年 D．15年 用户答案：[C] 得分：1.00 9.光伏发电站发电母线电压应根据接入电网的要求和光伏发电站的安装容量，经技术经济比较后确定，光伏发电站安装总容量大于1MWp，且不大于30MWp时，宜采用（）电压等级。 A．0.4kV-10kV B．10kV-35kV C．35kV D．110kV 用户答案：[B] 得分：1.00 10.在我国太阳能资源年太阳辐射总量6680～8400MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡的地区，属于（）类地区。
太阳直接辐射计算
太阳直接辐射计算导则 1范围 本标准给出了太阳直接辐射计算的基本原则，不同条件下的计算方法和适用范围，以及对计算结果的检验要求。 本标准适用于水平面直接辐射和法向直接辐射的计算。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 33698 —2017 太阳能资源测量直接辐射 GB/T 34325 —2017 太阳能资源数据准确性评判方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直接辐射direct radiati on 从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.11] 注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5。的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5 °，因此，它包括日面周围的部分散射辐射，即环日辐射。 3.2 法向直接辐射direct no rmal radiati on 与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射。 注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳岀射的角度而定义，法向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。 [GB/T 31163 —2014，定义5.12] 3.3 水平面直接辐射direct horizo ntal radiation 水平面上接收到的直接辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.13] 3.4 散射辐射diffuse radiati on ；scatteri ng radiati on
太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.14] 3.5 [ 水平面] 总辐射global [horizontal] radiation 水平面从上方2 n立体角（半球）范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。注：改写GB/T 31163 —2014，定义 5.15 。 3.6 地外太阳辐射extraterrestrial solar radiation 地球大气层外的太阳辐射。 [GB/T 31163 —2014，定义5.3] 3.7 辐照度irradiance 物体在单位时间、单位面积上接收到的辐射能。注：单位为瓦每平方米（W/m2）。 [GB/T 31163 —2014，定义6.3] 3.8 辐照量irradiation 曝辐量radiance exposure 在给定时间段内辐照度的积分总量。注1：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。 注2： 1 kWh/m2=3.6 MJ/m 2; 1MJ/ni ?0.28 kWh/m2。注3：改写GB/T 31163—2014，定义 6.5 。 3.9 法向直接辐照度direct normal irradiance 与太阳光线垂直的平面上单位时间、单位面积上接收到的直接辐射能。注：单位为瓦每平方米（W/m2）。 3.10 法向直接辐照量direct normal irradiation 在给定时间段内法向直接辐照度的积分总量。 注：单位为兆焦每平方米（Mj/m）或千瓦时每平方米（kwh/m）。 3.11 水平面直接辐照度direct horizontal irradiance 水平面上单位时间、单位面积上接收到的直接辐射能。 注：单位为瓦每平方米（W/m2）。 3.12 水平面直接辐照量direct horizontal irradiation 在给定时间段内水平面直接辐照度的积分总量。
太阳辐射
太阳辐射 一、太阳辐射光谱和太阳常数 太阳辐射光谱 太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱，见图2.4。从图中可看出，大气上界太阳光谱能量分布曲线，与用普朗克黑体辐射公式计算出的6000K的黑体光谱能量分布曲线非常相似。因此可以把太阳辐射看作黑体辐射。太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。根据维恩位移定律可以计算出太阳辐射峰值的波长λmax为0.475μm，这个波长在可见光的青光部分。太阳辐射主要集中在可见光部分（0.4～0.76μm），波长大于可见光的红外线（＞0.76μm）和小于可见光的紫外线（＜0.4μm）的部分少。在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。 太阳常数 太阳辐射通过星际空间到达地球表面。当日地距离为平均值，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数，用Rsc (Solar constant)
表示，单位为（W/m2）。太阳常数是一个非常重要的常数，一切有关研究太阳辐射的问题，都要以它为参数。关于太阳常数的研究已有很长历史了，早在20世纪初，人们就已经通过各种观测手段估计它的取值，认为大约应在1350～1400W/m2之间。太阳常数虽然经多年观测，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致。据研究，太阳常数的变化具有周期性，这可能与太阳黑子的活动周期有关。在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。近年来，气候学家指出，只要地球的长期气候发生1%的变化，就会引起太阳常数的变化。目前已有许多无人或有人操作的空间实验对太阳辐射进行直接观测，并在宇宙空间实验站设计了名为“地球辐射平衡”的课题，其中一个重要项目就是对太阳辐射进行长期监视。这些观测数据将对进一步了解大气物理过程及全球气候变迁的原因有很大帮助。1981年世界气象组织推荐的太阳常数值Rsc=1367±7（W/m2），通常采用1367W/m2。 二、太阳辐射在大气中的衰减 太阳辐射通过大气层后到达地球表面。由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射作用，使投射到大气上界的辐射不能完全到达地表面。图2.4最下面的实曲线表示太阳辐射通过大气层被吸收、散射、反射后到达地表的太阳辐射光谱。
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算 太阳能辐射能量不同单位之间的换算 1卡（cal）＝4.1868焦（J）＝1.16278毫瓦时（mWh） 1千瓦时（KWh）＝3.6兆焦(MJ) 1千瓦时／平方米（KWh/m2）=3.6兆焦/平方米（MJ/m2）=0.36千焦/平方厘米（KJ/cm2） 100毫瓦时/平方厘米（mWh/cm2）=85.98卡/平方厘米（cal/cm2） 1兆焦/米平方(MJ/m2)=23.889卡/平方厘米 (cal/cm2)=27.8毫瓦时/平方厘米 (mWh/cm2) 太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算 辐射能量换算成峰值日照系数： 当辐射量的单位为卡/平方厘米时，则： 年峰值日照小时数=辐射量×0.0116（换算系数） 例如： 某地年水平面辐射量139千卡/厘米2（kcal/m2）,电池组件倾斜面上的辐射量152.5千卡/厘米2（kcal/cm2）,则年峰值日照小时数为：152500卡/厘米
2（cal/cm2）×0.0116=1769h,峰值日照时数=1769÷ 365=4.85h. 当辐射量的单位为兆焦/米平方（MJ/m2）时，则：年峰值日照小时数=辐射量÷3.6（换算系数） 例如： 某地年水平辐射量为5497.27兆焦/米2（MJ/m2）,电池组件倾斜面上的辐射量为348.82兆焦/米2（MJ/m2）,则年峰值日照小时数为：6348.82（MJ/m2）÷3.6=1763.56h,峰值日照时数=1763.56÷365=4.83h. 当辐射量的单位为千瓦时/米2（KWh/m2）时，则：峰值日照小时数=辐射量÷365 例如： 北京年水平面辐射量为1547.31千瓦时/米2（KWh/ m2）,电池组件倾斜面上的辐射量为1828.55千瓦时/米2 (KWh/m2),则峰值日照小时数为：1828.55(KWh/m2)÷365=5.01h 当辐射量的单位为千焦/厘米2（KJ/c m2）时，则：年峰值日照小时数=辐射量÷0.36（换算系数） 例如：
太阳能倾斜面上辐射量的计算
倾斜面上辐射量的计算 直接辅射 倾斜面上的直射辐照度可利用下式求出： S（β，α）= Sm·cosθ 式中θ是太阳光线对倾斜面的入射角，可由下式得出： cosθ=cosβSinh+Sinβcoshcos(Ψ-α) 式中β是倾斜面与水平面间的夹角，h是太阳高度角，Ψ是太阳的方位角，α是倾斜面的方位角，方位角从正南算起，向西为正，向东为负。对于水平面来说，由于β=0，所以cosθ=Sinh，因此： S（0，0）= Sm·Sinh 设K S=S（β，α）/S（0，0），将前面的公式代入，则有： K S=cosθ/Sinh=cosβ+Sinβ·cos(Ψ-α) /tanh K S称为换算系数。 有了K S值，根据水平面上的辐射值很容易求出倾斜面的辐射值。对于不同时段的曝辐射量，也是如此。只时求算K S时，Ψ、α、h等值要代入相应时段的平均值。 当计算较长时段内的曝辐射量时，如日总量，使用换算系数也很方便，只是这时的K S值应从实测值中得出，而不能用上述几何关系计算出来。对于实用来说，用月平均日总量的K S值最方便，它比个别日子的K S值对云量和透明状况的依赖性更少。其他影响K S的因子是地点的纬度、倾斜面的朝向和月份等。表13给出了不同纬度三种倾斜角度月平均日总量的K S值。 散射辐射 朝向倾斜面上的散射辐照度，困难要大得多。通常的解决办法是假定辐射是各向同性的，即呈均匀分布。这样，散射辐照度E d↓和反射辐照度E r↑可按下列公式计算。 E d↓（β，α）= E d↓(1+ Cosβ)/2 E r↑（β，α）= E r↑(1- Cosβ)/2 式中E d↓和E r↑是水面上的散射和反射辐照度。 不过，用下式根据水平面上的散射辐照度计算倾斜面上的散射辐照度，要比利用各向同性的假设更准确此。 E d↓（β，α）+ E r↑（β，α）=K(E d+ E r)·E d↓ 换算系数K（E d+E r）是在各种太阳高度角和方位角下，用总辐射表对各种倾斜表面上的散射辐照度和反射辐照度进行实测的结果确定的。表14给出了不同混浊情况下不同的K（E d+E r）值。 总辅射在各向同性的前提下，倾斜面上的总辐射可用下式算出： E g↓（β，α）=Ks·Sm+ E d↓(1+ Cosβ)/2+ E r↑(1- Cosβ)/2 不过，对于大多数用户来说，通过换算系数Kg直接从水平面的总辐射求出E g↓(β，α)更方便，即 E g↓（β，α）=Kg·E g↓ 表15 是国外发表的在一些情况下总辐射月平均日总量的Kg值。
太阳辐射.
太阳辐射.
太阳辐射 一、太阳辐射光谱和太阳常数 太阳辐射光谱 太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱，见图2.4。从图中可看出，大气上界太阳光谱能量分布曲线，与用普朗克黑体辐射公式计算出的6000K的黑体光谱能量分布曲线非常相似。因此可以把太阳辐射看作黑体辐射。太阳是一个炽热的气体球，其表面温度约为6000K，内部温度更高。根据维恩位移定律可以计算出太阳辐射峰值的波长λmax为0.475μm，这个波长在可见光的青光部分。太阳辐射主要集中在可见光部分（0.4～0.76μm），波长大于可见光的红外线（＞0.76μm）和小于可见光的紫外线（＜0.4μm）的部分少。在全部辐射能中，波长在0.15～4μm之间的占99%以上，且主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总能量的约50%，后者占约43%，紫外区的太阳辐射能很少，只占总量的约7%。
太阳常数 太阳辐射通过星际空间到达地球表面。当日地距离为平均值，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线，每秒每平方米的面积上，获得的太阳辐射能量称为太阳常数，用Rsc (Solar constant)表示，单位为（W/m2）。太阳常数是一个非常重要的常数，一切有关研究太阳辐射的问题，都要以它为参数。关于太阳常数的研究已有很长历史了，早在20世纪初，人们就已经通过各种观测手段估计它的取值，认为大约应在1350～1400W/m2之间。太阳常数虽然经多年观测，由于观测设备、技术以及理论校正方法的不同，其数值常不一致。据研究，太阳常数的变化具有周期性，这可能与太阳黑子的活动周期有关。在太阳黑子最多的年份，紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。近年来，气候学家指出，只要地球的长期气候发生1%的变化，就会引起太阳常数的变化。目前已有许多无人或有人操作的空间实验对太阳辐射进行直接观测，并在宇宙空间实验站设计
太阳能辐射计算公式
一、中国太阳能直接辐射的计算方法 ()1bS a Q S +='（1） () 211111S c S b a Q S ++='（2）⊙ ()n c S b a Q S 2122++='（3） S ′为直接辐射平均月（年）总量；Q 为计算直接辐射的起始数据，可采用天文总辐射S 0，理想大气总辐射，Q i ,晴天总辐射Q 0来表示。a ，b ，a 1，b 1，c 1，a 2，b 2，c 2为系数。n 为云量。S 1为日照百分率。 相关系数的计算公式： ()() ()() ()()∑∑∑∑∑∑∑∑∑=========?? ? ??-?? ? ??--= ----= n i n i i i n i n i i i n i n i n i i i i i n i i i n i i i y y n x x n y x y x n y y x x y y x x r 12 12 12 121 1 1 1 2 21 考虑到大气透明度，则有 ()()n c S b a P P P Q n c S b a P P P Q S i m i 2122cos cos sin sin 1 2122++=++='+海 年海 年δ ?δ?（4） 其中m 为大气质量： δ ?δ?cos cos sin sin 1 sinh 1+== Θm 其中，φ为测站的纬度；δ为赤纬角，取每月15日的赤纬值作为月平均值；时角ω统一取中午12时，则ω=0，cosω=1；年P 为测站的年平均气压，P 海为海平面气压，P 海=1013.25mp ，海年P P 为对大气质量进行的高度订正。 对于a 2的计算： 当测站的海拔H≥3000m 时，a 2=0.456； 当H≤3000m 是，若年平均绝对湿度E ≤10.0mb ，则 F a ?-=00284.0688.02 否则F a ?-=01826.07023.02，其中F 为测站沙尘暴日数与浮尘日数之和。 对于（4）式中，系数之间的关系式为 { 011.1039.02222=+-=+b a c a
中国光资源分布
中国三北地区太阳能资源分布 按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区，如表1.1所示 五类地区分布图见图1.1
内蒙古太阳能资源状况： 内蒙古全区太阳能资源的分布自东部向西南增多，以巴彦淖尔市西
部及阿拉善盟最 多，太阳能总辐射量高达6490～6992兆焦耳/平方米，仅次于青藏高原，处我国的第二位。 一年之中，4～9月辐射总量与日照率都在全年的50%以上。特别是4～6月，东南季风还未推 进到内蒙古境内，所以空气干燥，阴云天气少，日照充足。内蒙古大部分年日照时数都大 于2700小时，其中： 1、巴彦淖尔市西部，日照时数为3100—3300小时。 巴彦淖尔市太阳能资源十分丰富，属我国太阳能资源富集区域。全市各地太阳年总辐 射量为198.8-208.5瓦/平方米之间，由东向西逐步增多。其中，杭锦后旗、五原为200-204 瓦/平方米之间，临河、乌中旗200瓦/平方米。各月总辐射的高值在5、6、7月，其次为8月 、4月和9月，其中5月达到极高值。5、6、7月的太阳高度角为一年中最高的时候，而5月是 降水量最少的月份，此时的云量少，晴天多，日照足，因而辐射强烈;6、7月份随云量和降 水天气的逐渐增多，总辐射量有所下降;8月为降水量多的时期，且日照时数也减少，辐射进一步减弱，其他月份由于太阳高度角低，日照时间短，比5月平均少30小时以上。
青海省位于青藏高原东北部，境内80%以上地区海拨高度3000m。大气层相对稀薄，目 光透过率高，加之气候干旱，降雨量少，无霜期长，云层遮蔽率低，故太阳能辐射资源十 分丰富。其特征为：一是年日照时间长，全省各地年日照时间达2300～3650h，年平均日照 率达60%～80%;二是光辐射强度大，省内各地的辐射总量达586×104～754×104kJ/m2·h。 三是直接辐射比例高。境内西、北部地区一般超过60%，全省直接辐射年平均值为419× 104kJ/m2·h以上。 新疆太阳能资源状况： 新疆水平表面太阳辐照度年总量为5×105～6.5×105 J / (cm2·a)，年平均值为5.8 ×105J/(cm2·a)，年总辐射量比同纬度地区高10%～15%，比长江中下游高15%～25%，仅次 于青藏高原，居全国第二位。太阳辐射峰值出现在东疆和南疆东部一带，最低值出现在博 州、阿尔泰和天山北麓部分地区，年总辐照度的区域分布大致是由东南向西北不均匀递减 。东南部太阳总辐照度多在 5.8×105J/(cm2·a)以上，西北部均为5.2×105 J/(cm2·a)。
太阳直接辐射计算
太阳直接辐射计算导则 1 围 本标准给出了太阳直接辐射计算的基本原则，不同条件下的计算方法和适用围，以及对计算结果的检验要求。 本标准适用于水平面直接辐射和法向直接辐射的计算。 2 规性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 33698—2017 太阳能资源测量直接辐射 GB/T 34325—2017 太阳能资源数据准确性评判方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直接辐射 direct radiation 从日面及其周围一小立体角发出的辐射。 [GB/T 31163—2014，定义5.11] 注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5°，因此，它包括日面周围的部分散射辐射，即环日辐射。 3.2 法向直接辐射direct normal radiation 与太线垂直的平面上接收到的直接辐射。 注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳出射的角度而定义，法向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。 [GB/T 31163—2014，定义5.12] 3.3 水平面直接辐射direct horizontal radiation 水平面上接收到的直接辐射。 [GB/T 31163—2014，定义5.13] 3.4 散射辐射diffuse radiation；scattering radiation 太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。 [GB/T 31163—2014，定义5.14] 3.5 [水平面]总辐射global [horizontal] radiation
太阳辐射的能量巨大
太阳辐射的能量巨大，对于我们的生产和生活有着非常重要的影响，目前被人类利用的能量几乎都是直接或者间接来自太阳辐射的能量。所以认识和了解我国太阳辐射能分布规律对于充分利用太阳能和指导工农业生产有着重要意义。 一、我国太阳辐射能时空分布规律 1.就时间而言，我国大部分地区位于北半球的中纬度，夏季太阳高度角大，光照时间长，各个地区的太阳辐射能夏半年多于冬半年。 2.就空间而言，我国太阳辐射能分布大体上从东南向西北递增。大体上的界线从大兴安岭向西南，经北京西侧、兰州、昆明再折向北到西藏南部，这一条线以西、以北的广大地区，太阳辐射能特别丰富。 二、太阳辐射差异的原因分析 我们已经知道，影响太阳辐射的因素主要包括纬度、天气、海拔和日照等方面。下面结合我国年太阳辐射总量分布图来分析产生贫乏区、可利用区、较丰富区、丰富区的原因。 在我国西部地区由南向北，由青藏高原丰富区向北到新疆中部、北部地区较丰富区过渡，体现了年太阳辐射总量由低纬向较高纬度递减的规律；东部地区从沿海地区向内陆地区，年太阳辐射总量由可利用区向较丰富区(北方)或贫乏区(南方)过渡，这种变化是距海远近引起降水差异或者说天气、气候差异的结果。 我国年太阳辐射总量的高值和低值中心都分布在北纬22°～35°之间，高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地。青藏高原能成为太阳辐射的高值中心，主要是因为海拔高，空气稀薄，空气中含有的尘埃量较少，晴天较多，日照时间较长，到达地面的太阳辐射能量多。而四川盆地为低值中心的原因在于：盆地地形，水汽不易散发，空气中水汽含量多，阴天、雾天较多，从而造成日照的时间短，日照强度弱， 太阳能资源贫乏。三、太阳辐射量对农业生产的影响 一般来说，太阳辐射量越大，光照越充足，光合作用越强，对农业生产越有利。比如新疆南部绿洲农业发展棉花生产，充分利用了充足的光照；再比如青藏高原上雅鲁藏布江谷地农业单产较高的重要原因也是太阳辐射强，光照充足。
(完整版)太阳辐射专题
三、太阳辐射（光照） 1、概念：太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，这称为太阳辐射 ——自然界的物体，都以电磁波的形式时刻不停地向外传递能量。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、r射线都是电磁波。它们的波长不同，特性和作用也有很大差异。（图：各种辐射的波长范围——三大波段） 〖跨越误区〗太阳辐射出的电磁波只包括可见光、红外光和紫外光三个波段 这种认识是片面的。除了以上提到的电磁波，还包括电波、χ射线、γ射线等，它们一起构成了太阳辐射光谱。 2、能量来源：太阳内部的核聚变反应——在太阳内部高温、高压的环境下，发生核聚变反应（又能称热核反应），即4个氢原子核聚变为1个氦原子核，在这个过程中产生了大量的能量，为太阳提供了源源不断的能量。在核聚变过程中，原子核质量出现了亏损，其亏损的质量转化成了能量。 3、太阳辐射的分布及影响因素 （1）太阳辐射的纬度分布——规律：从赤道向两极递减 （2）全球太阳辐射的分布
典型例题：13.读“一年内太阳辐射的纬度分布示意”图，回答： ( 1 ) 1 月份，太阳辐射量最大的纬度是________； 90°N 上，太阳辐射量最大的月份是_________。 ( 2 )全球太阳辐射的纬度分布规律是从________向_________递减。 ( 3 )赤道上太阳辐射的时间分布规是____________________。 ( 4 )南北半球相应纬度上太阳辐射随月份变化的规律大致________（相同、相反）。 ( 5 )热带雨林地区的生物量是2千克/米2·年，亚寒带针叶林带是0.84千克/米2·年，结合上图分析原因。 答案：（1）90°S 南极点1月份均为白昼，日照时数多；6月（或7月） （2）低纬（或赤道）高纬（或两极） （3）从3月和9月向其它月份递减。（4）相反（1分） （5）热带雨林，位于热带雨林气候，因雨量多所以生长的植物品种也多，亚寒带针叶林是位于亚寒带，气候较寒冷与干燥，雨量也少，所以能生长的多以针叶植物为主 （3）世界分布： 例题.(2010年岳阳模拟)上图是世界太阳总辐射量分布图，读图回答下列问题。 (1)世界太阳辐射强度较高的①、②区域是________和________，这两个区域的太阳辐射强度均高于赤道地区，其共同原因是______________________________。 (2)C的值大约是________。它大于B的原因主要是 ____________________________________________。 (3)人们观测得出结论，城市的太阳辐射量往往低于郊区，你认为造成这种现象的主要原因有哪些？