太阳辐射基础知识
光伏基础知识
6 通常将太阳看作是温度为6000K、波长为0.3～3.0um的黑色辐射体。
7 太阳角：
Hale Waihona Puke 第二节 太阳的能量 1 云层对太阳的反射能力很强，按平均云层反射能力54％计，大约有23％的太阳辐射能量被云层反射到宇宙空间区。
2 由于大气的存在和影响，到达地球表面光的太阳辐射能可分成两部分：一部分是直接辐射，另一部分叫散射辐射，这两部分的总和叫总辐射。
3 直接投射到地面上的太阳光线叫直接辐射；通过云层、大气、灰尘等物体的散射而到达地面的那部分太阳光线叫散射辐射。
4 一般来说，晴朗的白天直接辐射占总辐射的大部分，阴雨天散射辐射占总辐射的大部分，夜晚则完全是散射辐射，对于大多数太阳能器件来说主要是利用太阳能的直接辐射。
5 总之，太阳以电磁波的形式，以每秒3*105KM/s的速度，每秒发射出的总辐射能量大约为3.75*1026W，是极其巨大的，但只有22亿分之一到达地球范围内，约为1.73*1014W，这其中23％被地球周围大气层吸收；30％被反射回宇宙中；穿过大气层到达地球表面的为47％，在到达地球表面的47％太阳辐射能中，到达地球陆地表面的辐射能大约为1.7*1013KW，大约占到到达地球范围内的太阳总辐射能量到10％，这10％相当于目前全世界一年内消耗的所有能源总量的35000多倍。
4 太阳光谱：把太阳光中的各色光按频率大小的次序排列而成的光带图叫做太阳光谱。
5 可见光只占整个太阳光谱的一小部分，整个太阳光谱包括紫外区、可见区、红外区三部分。
6 太阳光中能量很强的骨干部分是由0.30～3.0ｕｍ的波长所组成的，其中波长小于0.40ｕｍ的紫外区和波长大于0.76ｕｍ的红外区就是人眼看不见的紫外线与红外线。
太阳辐射基础知识
03 太阳辐射测量与观测技术
直接测量方法
日射强度计测量
使用日射强度计直接测量太阳辐射的强度， 通常采用热电偶或光电传感器进行测量。
分光光度计测量
利用分光光度计测量太阳辐射的光谱分布， 可以得到不同波长的辐射强度。
间接测量方法
卫星遥感测量
通过卫星搭载的遥感仪器，间接测量地球表面的太阳辐射反射率和辐射平衡等参数，推 算太阳辐射量。
数据可视化
利用图表、图像等方式对观测数据进行可视 化展示，以便更直观地了解太阳辐射的分布 和变化情况。
D
04 太阳辐射资源评估与应用前景
资源评估方法
01
02
03
直接测量法
通过地面观测站直接测量 太阳辐射量，获取准确数 据。
卫星遥感法
利用卫星遥感技术获取大 范围、连续的太阳辐射数 据。
模型模拟法
通过建立数学模型，模拟 太阳辐射在地球表面的分 布和变化。
谢谢聆听
加强国际合作
全球共同应对气候变化挑战，加强国 际合作与交流，共同推动全球可持续 发展。
06 总结回顾与展望未来发展趋势
关键知识点总结
太阳辐射定义
太阳以电磁波形式向宇宙空间放射的能量。
太阳辐射光谱
包括紫外线、可见光和红外线等，不同波长的光谱具有不 同的能量和特性。
太阳常数
在地球大气层外，垂直于太阳光线的平面上，单位面积、 单位时间内接收到的太阳辐射能量，是一个用于描述太阳 辐射强度的物理量。
气候变化
太阳辐射的变化还会引起大气环流、降水分布等气候要素的变化，从而影响全球和区域气候。
对生态环境影响
生物多样性
太阳辐射对生物多样性的影响表现在多个层 面，如光合作用、生物地理分布、物种繁衍 等。太阳辐射的强弱直接影响植物的生长和 分布，进而影响整个生态系统的结构和功能 。
cma太阳辐射数据
cma太阳辐射数据太阳辐射数据是指记录太阳辐射能量的各种参数，包括太阳辐射短波辐射和长波辐射等。
通过对这些数据的监测和分析，可以更好地了解太阳辐射对地球气候和环境的影响，为未来的气候变化研究提供重要参考。
一、太阳辐射数据的搜集和监测对太阳辐射数据的搜集和监测是通过各种观测站点和遥感技术来实现的。
观测站点通常会安装太阳辐射仪器，用于测量太阳辐射的强度和波长等参数。
同时，遥感技术也被广泛运用于从卫星上获取大范围的太阳辐射数据，为全球气候研究提供了极大的便利。
二、太阳辐射数据的应用领域太阳辐射数据在气候研究、环境监测、能源利用等领域中有着重要的应用价值。
在气候研究中，太阳辐射数据被用于分析太阳能对地球温度和气候的影响，为制定应对气候变化的提供科学依据。
在环境监测中，太阳辐射数据可以帮助监测大气中的臭氧含量、空气污染物等，为环境保护和治理提供数据支持。
在能源利用领域，太阳辐射数据则被广泛应用于太阳能发电和热水供暖等方面，推动可再生能源的发展。
三、太阳辐射数据的变化趋势随着全球气候变化的加剧，太阳辐射数据也呈现出一些变化趋势。
一方面，由于人类活动导致的大气污染，太阳辐射的透过率可能会降低，影响太阳能的吸收和利用。
另一方面，全球气候变暖也会导致太阳辐射的强度和频率发生变化，对地球气候系统造成影响。
因此，对太阳辐射数据的监测和分析变得尤为重要，以更好地了解太阳辐射对地球环境和气候的影响。
四、太阳辐射数据在气候变化研究中的意义太阳辐射是地球气候系统的重要组成部分，对地球气候和环境具有重要影响。
因此，通过对太阳辐射数据的监测和分析，可以更好地了解地球气候的变化规律，为制定有效的气候变化应对措施提供科学依据。
同时，太阳辐射数据也可以帮助我们预测未来的气候变化趋势，为社会和经济发展提供重要参考。
五、结论太阳辐射数据作为一种重要的气象观测数据，对于气候研究和环境监测具有重要价值。
通过对太阳辐射数据的搜集和分析，可以更好地了解太阳辐射对地球气候和环境的影响，为未来的气候变化研究提供科学依据。
第2讲 太阳能基础知识解剖
地球能流图
说明：地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都来 源于太阳；即使是化石能源从根本上来说，也是远古以来贮存下来的太阳能。
一、太阳的构造及与地球的关系
太阳是一个巨大、久远、无尽的 能源。它是一个炽热的气态球体，它 的直径约为1.39×106km，(地球赤道 半径约6700km，是地球直径的109 倍），质量约为2.2×l027t，为地球 质量的33.2万倍，体积则比地球大 130万倍，平均密度为地球的1/4。其 主要组成气体为氢（约80％）和氦 （约19％）。日地平均距离为 1.5×108km，从太阳发出的光线到达 地球需要8分钟。
远日点 6月22日
3月21日
12月23日 近日点
9月23日
地球在一年中相对 太阳的位置
二、太阳辐射的特性
从太阳的构造可见，太阳并不是一个温度恒定的黑体，而是一个 多层的有不同波长发射和吸收的辐射体。不过在太阳能利用中通常 将它视为一个温度为6000K，发射波长为0.3～3μm的黑体。
1. 太阳常数
• 地球公转的角速度和线速度都不是固定的值，随着日地距离的变化而改变。 地球在过近日点时，公转的速度快，角速度和线速度都超过它们的平均值， 角速度为11′11″/d，线速度为30.3km/s；地球在过远日点时，公转的速度慢， 角 速 度 和 线 速 度 都 低 于 它 们 的 平 均 值 ， 角 速 度 为 57′11″/d ， 线 速 度 为 29.3km/s。
• 地球自转轴与椭圆轨道平面（称黄道平面）的夹角为6633′。地轴 在空间的方位始终不变，因而赤道平面与黄道平面的夹角为2327′。 这就造成了太阳光线垂直照射在地球表面的位置一年中在± 2327′ 纬度之间变化，这就是地球上形成四季的原因。地球公转 速度的变化，是造成地球上四季不等长的根本原因。
第二章 大气辐射学
第2章大气辐射学
2.1 辐射的基础知识
短波辐射 长波辐射
X-rays Ultraviolet (UV) Visible Near-Infrared (Near-IR) Middle-IR Far-IR Microwave
l < 10nm 10 < l < 400nm 0.4 < l < 0.76µm 0.7 < l < 4.0µm 4.0< l < 30µm 30 < l < 100µm 1mm<l<1m
Q
t r r 2 0
1
t2
S l0
sin sin
cos cos cos Pl dt
m
春分
夏至
秋分
冬至
春分
夏至
秋分
冬至
第2章 辐射与热量平衡
2.4 到达地面的太阳辐射
二、到达地面的太阳散射辐射
由于大气的 存在,到达地表的辐射除太阳直接辐射外，还有从天 空各个方向射的太阳散射辐射，又称为天空辐射。 • 太阳散射辐射取决于太阳高度角、大气透明度系数、云量、海拔高 度、及地面反射率。
E * I * T 4
上式称为Stefan-Boltzmann定律。表明物体温度越高，其放射能 力越强。
推论： 根据Stefan-Boltzmann定律计算的温度称为等效黑体温度或 亮度温度（Brightness temperature）TB。
第2章大气辐射学
2.2 辐射的基本定律
三、Wien定律：
附：立体角定义
球坐标系中，立体角定义为球面面积元与 半径平方之比。若立体角元为 d ，球面 面积元ds，则
ds r sin d rd
太阳辐射简述
1．太阳辐射简述本章主要介绍太阳辐射的基本知识，并说明太阳辐射的计算方法。
为了利用太阳能，有必要了解和掌握有关太阳辐射的基本知识，以便更好地进行太阳能光伏发电系统的设计和应用。
1．1．太阳简介太阳是离地球最近的一颗恒星，也是太阳系的中心天体，它的质量占太阳系总质量的99.865%。
太阳也是太阳系里唯一自己发光的天体，它给地球带来光和热。
如果没有太阳光的照射，地面的温度将会很快地降低到接近绝对零度。
由于太阳光的照射，地面平均温度才会保持在14摄氏度左右，形成了人类和绝大部分生物生存的条件。
除了原子能、地热和火山爆发的能量外，地面上大部分能源几乎全部直接或间接同太阳有关。
太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球，半径为6.96×105千米（是地球半径的109倍），质量约为1.99×1027吨（是地球质量的33万倍），平均密度约为地球的四分之一。
太阳表面的有效温度为5762K，而内部中心区域的温度则高达几千万度。
太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应，每秒有657x109公斤的氢聚合生成653x109公斤的氦，连续产生390x1021千瓦能量。
这些能量以电磁波的形式，以3×105千米/秒的速度穿越太空射向四面八方。
地球只接受到太阳总辐射的二十二亿分之一，即有177×1012千瓦达到地球大气层上边缘（“上界”），由于穿越大气层时的衰减，最后约85×1012千瓦到达地球表面，这个数量相当于全世界发电量的几十万倍。
根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的储量足够维持600亿年，而地球内部组织因热核反应聚合成氦，它的寿命约为50亿年，因此，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。
太阳的结构和能量传递方式如图1-1所示，简要说明如下：太阳的质量很大，在太阳自身的重力作用下，太阳物质向核心聚集，核心中心的密度和温度很高，使得能够发生原子核反应。
这些核反应是太阳的能源，所产生的能量连续不断地向空间辐射，并且控制着太阳的活动。
太阳辐射基础知识
1.5 地面太阳辐射的理论估算
一、大气质量（大气光学质量）
太阳光线穿过地球大气的路径与太阳光线在天顶角方向 时穿过大气路径之比。
“大气质量”是一个无量纲量，用 m 表示。
地球大气上界的大气 质量为零。
天顶角为60°时 大气质量 m = 2
太阳位于S’点时，大气质量为
上式忽略了大气的曲率 及折射因素的影响。
一、太阳构造
太阳从中心到边缘可以分为： 核反应区——太阳热能产生的基地。 辐射区——太阳能先通过这里传播出去。 对流区——太阳能经过这里向太阳表层传播，是“输送 带”。 太阳大气——大致可分为光球、色球、日冕等层次。
太阳核：0-0.25 rs， 30%-50% ms
构成 宇宙原始成分 （H 96% He4%） 较高的重元素含量
我们使用“大气常数”来描述大气层上界的太阳辐射强 度。
太阳常数： 在日地平均距离时，地球大气层上界垂直于太阳光线表
面的单位面积单位时间内所接收到的太阳辐射能。
用 Isc 表示。 参考值为 Isc = （1367 7）W/m2
任意时刻的太阳辐射强度
二、太阳光谱
太阳发射的电磁辐射在大气顶上随波长的分布。
对于北半球而言，h = 90°-（φ-δ） 对于南半球而言，h = 90°+（φ-δ）
南北回归线内，有时φ=δ，此时 h=90°，正午时太阳正 对天顶。
例题：计算夏至日南回归线上的正午太阳高度角。 解： δ= 23°27′， φ= -23°27′
h = 90°+ （φ-δ）= 43°06′ 例题：计算春分日北极圈(φ= 66°33′)上的正午太阳高度角。
解： δ= 0°， φ= 66°33′ h = 90°- （φ-δ）= 23°27′
太阳能基础知识
太阳能科普知识读本目录简介技术原理太阳能分类太阳能光伏太阳热能利弊分析开发途径开发历史太阳能热利用太阳能发电我国资源我国开发现状我国产业前景我国可再生能源发展目标我国相关政策国外开发状况太阳能术语相关信息太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。
自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。
但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。
太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。
太阳能发电一种新兴的可再生能源。
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。
一、简介太阳能能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。
正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。
煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。
它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。
此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。
地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。
温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。
地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。
地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。
地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。
火山爆发一般是这沃尔沃推出太阳能概念车部分岩浆喷出。
地球内部为地核，地核中心温度为2000度。
可见，地球上的地热资源贮量也很大。
与原子核反应有关的能源正是核能。
原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。
它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。
太阳辐射简述
1．太阳辐射简述本章主要介绍太阳辐射的基本知识，并说明太阳辐射的计算方法。
为了利用太阳能，有必要了解和掌握有关太阳辐射的基本知识，以便更好地进行太阳能光伏发电系统的设计和应用。
1．1．太阳简介太阳是离地球最近的一颗恒星，也是太阳系的中心天体，它的质量占太阳系总质量的99.865%。
太阳也是太阳系里唯一自己发光的天体，它给地球带来光和热。
如果没有太阳光的照射，地面的温度将会很快地降低到接近绝对零度。
由于太阳光的照射，地面平均温度才会保持在14摄氏度左右，形成了人类和绝大部分生物生存的条件。
除了原子能、地热和火山爆发的能量外，地面上大部分能源几乎全部直接或间接同太阳有关。
太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球，半径为6.96×105千米（是地球半径的109倍），质量约为1.99×1027吨（是地球质量的33万倍），平均密度约为地球的四分之一。
太阳表面的有效温度为5762K，而内部中心区域的温度则高达几千万度。
太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应，每秒有657x109公斤的氢聚合生成653x109公斤的氦，连续产生390x1021千瓦能量。
这些能量以电磁波的形式，以3×105千米/秒的速度穿越太空射向四面八方。
地球只接受到太阳总辐射的二十二亿分之一，即有177×1012千瓦达到地球大气层上边缘（“上界”），由于穿越大气层时的衰减，最后约85×1012千瓦到达地球表面，这个数量相当于全世界发电量的几十万倍。
根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的储量足够维持600亿年，而地球内部组织因热核反应聚合成氦，它的寿命约为50亿年，因此，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。
太阳的结构和能量传递方式如图1-1所示，简要说明如下：太阳的质量很大，在太阳自身的重力作用下，太阳物质向核心聚集，核心中心的密度和温度很高，使得能够发生原子核反应。
这些核反应是太阳的能源，所产生的能量连续不断地向空间辐射，并且控制着太阳的活动。
122.2.2到达地面的太阳辐射
➢ 太阳高度角一定，大气透明度不好， 散射质点多→散射辐射增强；
➢
三、太阳总辐射
太阳总辐射：到达地面的太阳直接辐射与太阳散射辐射的总和。用Rs表示
R s R sb R sd 0 .5 R sc(1 m ) s in h
总辐射的日、年变化是受太阳高度角的影响： ➢ 日变化：中午最大 ➢ 年变化： • 中高纬度地区：夏季月份最大，冬季最小。 • 低纬度地区（0-20°左右）：一年中有两个最大值(春分和秋分)
一、太阳直接辐射
直接辐射的日变化和年变化：主要由太阳高度角决定 日变化（无云条件下）：
➢中午太阳高度角最大，直接辐射最强；日出、日落时太阳高度角最小，直接辐射最弱
年变化：
➢一般夏季最大，冬季最小；如果夏季云雨多，则春末夏初最大
纬度变化:
➢低纬度地区 > 高纬度地区； ➢全年直接辐射最大值出现在回归线附近，而不是赤道（阴雨天气较多）
一、太阳直接辐射
3.大气透明度(α)
大气透明度是指透过一个大气质量数后的辐射强度与透过前的辐射强度之比。 大气透明度与大气中水汽、尘埃等有关。这些物质越多，大气透明度越差， 透明系数越小。 天气特别晴朗，污染较少时， α=0.9； 天空混浊，污染特别严重时， α=0.6 一般情况下 α=0.84。
四、地面对太阳辐射的反射
2.下垫面性质
(1) 颜色：
各种下垫面对短波辐射的平均反射率
下垫面性质 大多数 农作物
反射率（%） 18-23
绿草地 26
大草原 22
葡萄园 18-19
落叶林 15-20
针叶林 10-15
黑钙土 5-12
新雪 陈雪 80-95 42-70
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太阳辐射的光谱分布图
（a，大气外；b，6000K的黑体辐射；c，海平面上）
不同光区的太阳辐射能量数值
光 区 紫外光区 可见光区 红外区
波长范围（微米） 0—0.4 95 相应的辐射能流 密度（瓦/米2） 所占总能量的百 8.3 分数（%）
0.40—0.76 0—0.4 640 618 40.3 51.4
第一节 能源及其分类
一、能源的概念
能源指人类获取能量的来源， 是可以直接或通过转换提供人类所 需的有用能的资源，包括已开采出 来可供使用的自然资源与经过加工 或转换的能量来源。
二、能源的分类
世界上的能源可以分为10余种 类型：化石能源（煤炭、石油、天 然气）、水能、电能、太阳能、生 物质能、风能、海洋能、地热能、 原子能、氢能、潮汐能和受控热核 聚变能等。这是能源的基本形式
2、太阳赤纬角
地球公转一周，形成四季，四季的重 要特征有两点：一是气温高低不同；二是 昼夜长短互异。四季的形成主要是由赤纬 角的变化而引起的。 太阳光线与地球赤 道平面夹角称为太阳赤纬角，简称赤纬， 以“”表示，它是以年为周期的变化量， 并规定以北为正值。
3、地球公转行程图
4、地球受太阳照射的变化
五、到达地球表面上的太阳辐射能
覆盖地球的大气层主要由氮气（78%） 和氧气（21.9%）组成，还有其他气体包 括二氧化碳和一些稀有气体等组成。大 气中还有尘埃。 地球大气外的太阳辐射能基本上是一 个常数，经过大气层后，要受到一系列 因素的影响，实际到达地球表面上的太 阳辐射能将有所衰减。
一般说来，晴朗天气，赤道上空直射 时的太阳辐射能只有大气外的60%－ 70%。而阴雨下雪天，地球表面只能接 受到一些散射光。据估计，反射回宇 宙的能量约占总量的30%左右，被吸收 的约占23%，其余47%左右才能到达地 球的陆地和海洋表面。
5、南北回归线
太阳的赤纬角随季节在南纬 2327与北纬2327之间来回变动， 在地理纬度上将南、北纬2327的 两条纬线称为南、北回归线。
对于在某一地区随季节变化 的太阳赤纬角，可由下式计算:
284 n 23.45 Sin 360 365
式中，n-----一年中从元旦日算起的天数，如 春分，n=81，则=0。 自春分日算起的第d天的太阳赤纬为：
太阳结构上由大气和内部两大部分组成， 太阳大气自里向外分为光球、色球和日冕3 个层次；内部向外则分为对流层、中介层 和核心3个层次。在太阳核心部分，氦占到 65%,而氢则下降到35%。太阳内部温度高达 1500万度，压力有3400多个标准大气压， 物质在这个条件下呈等离子体状态。太阳 核心和太阳大气之间存在很大的压力和温 度梯度，由于太阳核心强大的重力吸引， 使得太阳外层能紧密和核心连在一起。
由于世界各地所定的太阳常 数标度不统一，太阳常数的数 值有不少差异。现在已能用气 球、火箭、卫星等高新技术在 空间进行测量，提高了太阳常 数的测量精度。1981年10月召 开的世界气象组织仪器和观测 方法委员会会议上确定太阳常 数的数值为1367瓦/米2。
五、太阳辐射光谱
太阳以光辐射的形式将能量传送到 地球表面，但由于地球大气层的存在， 到达地面的太阳光谱与大气上界的太 阳光谱有所不同，其辐射光谱分布如 图所示。图中阴影部分，表示太阳辐 射被大气所吸收的部分。 太阳辐射能主要分布在0.4－3.0微米 之间，即集中在可见光和红外光谱区。
1．可再生能源与不可再生能源
在自然界中可以不断再生并 有规律地得到补充的能源，称之为 可再生能源。经过亿万年形成的、 短期内无法恢复的能源，称之为不 可再生能源，它随着大规模地开采， 储量越来越少，总有枯竭之时。
2．常规能源与非常规能源（新 能源）
在一定历史时期和技术水平下， 已经被人们广泛应用的能源，称之 为常规能源。许多古老的传统能源 和太阳能、风能、生物质能等若采 用先进的方法加以广泛利用，以及 用新发展的先进技术利用的能源， 如氢能等称之为新能源。
正午时，=0，cos=1。 太阳高度角计算可以简化为：
sin h=sinsin+coscos=cos(-)
因为 cos(-)=sin[(90(-)) 所以 sin h=sin[90(-)]
正午时，若太阳在天顶以南，即， 取 sin h=sin[90-(-)] ，从而有： h=90－＋ 在南北回规线内，有时正午，太阳正对 天顶，则有=，从而，h=90 。 需要注意的是，在进行计算时作如下规 定：对于北半球，地理纬度取正值；太阳赤 纬角在太阳位于赤道以北时取正值，位于赤 道时取00，位于赤道以南时取负值。太阳高 度角也可通过简单的图算方法得到，可查阅 有关的资料。
太阳高度一天中每时每刻都在变化， 在天文学中，太阳高度角h可通过下式 求出
sin h=sinsin+coscoscos
式中，为观测点的地理纬度；为 当日观测时刻的太阳赤角；为观测时 刻的太阳时角。 其中单位均以度计。
太阳的时角
定义为：在正午时=0，每隔 一小时绝对值增大15，上午为正， 下午为负。 例如：上午11时，=15；上 午8时，=15×（12－8）=60； 下午1时，=－15；下午3时=－ 15×3=－45。
太阳是地球上能源的根本。除了核能和 地热能，地球上几乎所有的能源形式都直 接或间接地和太阳有关。通俗地讲，离地 球约1.5亿公里的太阳就是一个火球。太阳 从质量组成而言，主要是由地球上最轻的 元素氢组成，占78.7%；此外，氦占19.8%， 剩余的1.5%由种类繁多的金属和其他元素 组成。太阳直径139公里，总质量约 1.99×1027t,因此太阳的平均密度为1.4g/cm³ 。
二、地球与太阳的运动规律
众所周知，地球每天绕着地轴，自 西向东地自转一周。每转一周（360） 为一昼夜，一昼夜又分为24小时，所 以地球每小时自转15。 地球除了自 转外，还围绕着太阳循着偏心率很小 的椭圆轨道（黄道）运行，称为“公 转”，地球在黄道上公转一周为一太 阳年.
1、四季的形成
地球在黄道面上绕太阳运行时，地轴 与黄道面的法线成2327的夹角。而且地球 的自转轴公转时在空间的方向始终不变， 总是指向天球的北极。因此，地球处于运 行轨道的不同位置时，阳光投射到地球上 的方向也就不同，这就使得太阳光线有时 直射赤道，有时偏北，有时偏南，形成地 球的四季变化。
太阳常数Io的数值是指在日地平 均距离（即1.495×108km）时，地球 大气上界垂直于太阳光线的单位面积 上在单位时间内所接受到的太阳辐射 的辐照度。其单位一般采用千瓦／米２。
如前所述，地球除自转外并循 椭圆轨道绕太阳运行，这就说明太 阳至地球之间的距离不是一个常数。 然而，由于日地间距很大，当 日地距离等于其平均距离时，太阳 张角才32，这就是说，地球大气 层外的太阳辐照度几乎是一常数。 因此人们使用“太阳常数”来描述 大气上界的太阳辐照度。
令人惊奇的是，由于地球自转轴相对 于公转轴的倾斜角，在地球极地夏天 接收的太阳辐射要高于赤道地区，而 在热带地区却没有明显的四季之分， 在极地地区夏天接收的太阳辐射要高 于赤道地区，而在热带地区却没有明 显的四季之分，在极地地区夏天和冬 天存在长时间的日照或者极短的日照 这两种极端情况。
1、太阳的高度角与方位角
太阳高度角是太阳辐射测量和太阳能利 用研究中不可缺少的基本参量。 在讨论地 球的自转和公转对地球上昼夜和四季变化 的关系时，若先不考虑地球的公转，则地 球每24小时自转一周，形成昼夜；因为地 球由西向东自转，所以从北半球的某一纬 度来说，看到太阳东升西落，太阳光线与 地平面之间的夹角，随着时间的不同而有 所变化。太阳光线与地平面之间的夹角， 就称为太阳高度角或简称太阳高度，用h表 示。
3．商品能源与非商品能源（传 统能源）
以经济流通领域中的地位加以 区分。商品能源是指进入市场用货 币进行交易的能源，如煤炭、石油 及其制品、焦炭、电力等。非商品 能源是指那些一般不通过市场的能 源，如某些传统能源，秸秆、薪柴、 牲畜粪便等。
4．一次能源与二次能源
自然界现成存在，可直接取 得而又不改变其基本形态的能源称 为一次能源，或称初级能源，由一 次能源经过加工转变成另一种形态 的能源产品叫二次能源，也称次级 能源。
5．农村能源
农村能源这个名词不是能源分类学 上的一个概念，它是能源管理工作上 的一种划分。其研究对象和内容是指 农村当地各种自然资源的开发和利用， 包括农村地区商品能源的供应和消费； 能源技术应用、推广；能源使用中的 管理；能源技术和产品的服务社会化 和市场化问题等等
第二节 太阳与地球
一、 太阳能
2d 2球的关系
h
我们居住的地球直径是12720km,从地球上 看太阳，太阳圆盘存在0.5°的张角。 地球围绕太阳转动（公转），每圈约365天 多一点；地球自身也自转，24小时一圈。 地球自转轴指向北极星，它和公转平面法 线之间存在一个23.5°的夹角。正是由于这 个夹角的存在，地球上同一个地方才会存 在一天中离太阳距离的变化，给我们带来 四季的气候变化，如此周而复始。
4、太阳入射角
太阳入射角是太阳直射光线与壁面 法线之间的夹角。太阳入射角随太阳 高度角、方位、壁面方位、壁面倾斜 度的不同而改变。入射角的大小影响 壁面接收到的太阳辐射量。壁面直立 时太阳入射角的计算式cosi=coshcosε式 中：I为太阳入射角；h为太阳高度角； ε为壁面太阳方位角。
四、太阳常数
也可用下式计算：
cos sin sin cosh
根据地理纬度、太阳赤纬及观测时间， 利用式或中的一个即可求出任何地区、任何 季节某一时刻的太阳方位角。 一天当中，太阳高度角及方位角是不断 变化的，同一时刻地球上不同地点的太阳高 度角和方位角也不相同。太阳在天空中的位 置，通常也用这两个参量来描述。掌握太阳 高度角和方位角的变化规律，对有效地利用 太阳能具有重要意义。
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