大气质量对太阳能辐照度资源的影响

当地大气质量关系到地面的辐射量。表述大气质量因素包括：空气透明度、空气内悬浮尘埃的量及物理特性、盐雾等。

1.空气透明度

大气透明度是表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数。在晴朗无云的天气，大气透明度高，到达地面的太阳能就多。天空云雾很多或无风沙灰尘很大时，大气透明度很低，到达地面的太阳辐射能就较少。

空气透明度对光伏电站选址因素有可能存在以下情况：当地日照辐射总量中因空气透明度低而导致反射光和散射光占日照辐射总量的比例较大，从而影响光伏发电组件种类的选择，如不考虑此因素，则易导致晶体硅和非晶硅组件选择的不合理，从而增加了投资与收益的比率，降低了投资的经济性，从而造成资源和设备浪费。

2.空气中尘埃量影响该光伏发电系统在设计时是否需要考虑清洗用水，清洗频率。尘埃的物理特性影响组件在运行的过程中是否容易在表面沉积难以清洗的高粘度灰尘层，一旦形成此类灰尘层，组件接受到的光照总量将大幅度降低，从而影响今后长期的系统发电量。

3.空气中的盐雾对光伏发电系统有两种负面影响：第一，对金属支架系统有腐蚀性，容易减少支架的使用寿命，设计是需要充分考虑防腐措施。第二，盐雾极易导致组件表面沉积固体盐分，降低光对组件表面的穿透特性，影响发电量。盐雾在沿海地区常见，在此类地区进行光伏发电选址，需要考虑盐雾的应对措施。

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

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。

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。

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。

太阳辐射.

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

影响太阳辐射强弱的因素分析

影响太阳辐射强弱的因素分析 JGSLJZ 【知识归纳】太阳辐射强度是指到达地面的太阳辐射的强弱。大气对太阳辐射的吸收、反射、散射作用，大大削弱了到达地面的太阳辐射。但尚有诸多因素影响太阳辐射的强弱，使到达不同地区的太阳辐射的多少不同。影响太阳辐射强弱的因素主要有以下四个因素。 1．纬度位置纬度低则正午太阳高度角大，太阳辐射经过大气的路程短，被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射就多；反之，则少。这是太阳辐射从低纬向高纬递减的主要原因。 2．天气状况晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；阴雨的天气，由于云层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱。如赤道地区被赤道低压带控制，多对流雨，而副热带地区被副高控制，多晴朗天气，所以赤道地区的太阳辐射要弱于副热带地区。 3．海拔高低海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个原因。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个原因。 4．日照长短日照时间长，获得太阳辐射强；日照时间短，获得太阳辐射弱。如我国夏季南北普遍高温，温差不大，是因为纬度越高的地区，白昼时间长，弥补了因太阳高度角低损失的能量。【典例精析】 1.读“太阳辐射光谱示意图”，下列因素中与A区（大气上界太阳辐射与地球表面太阳辐射差值）多少无关的是（） A．云层的厚薄B．大气污染程度C．大气密度D．气温【解析】云层的厚薄、大气污染程度以及大气密度都会影响大气透明度进而影响到达地面的太阳辐射的多少。【答案】D 2.辐射差额是指在某一段时间内物体能量收支的差值。读“不同纬度辐射差额的变化示意图”，若只考虑纬度因素，则a、b、c三地纬度由高到低的排列顺序为（）

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)。

太阳辐射在大气中的减弱

太阳辐射在大气中的减弱太阳辐射通过大气时，分别受到大气中的水汽、二氧化碳、微尘、氧和臭氧以及云滴、雾、冰晶、空气分子的吸收、散射、反射等作用，而使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面。太阳辐射穿过大气层时，大气中某些成分具有选择吸收一定波长辐射性能的特性。大气中吸收太阳辐射的成分主要有水汽、氧、臭氧、二氧化碳及固体杂质等。太阳辐射被大气吸收后变成热能，因而使太阳辐射减弱。水汽虽然在可见光区和红外区都有不少吸收带，但吸收最强的是在红外区，从 0.93-2.85微米之间的几个吸收带。最强的太阳辐射能是短波部分，因此水汽从总的太阳辐射能里所吸收的能量是不多的。据估计，太阳辐射因水汽的吸收可以减弱 4-15%。所以大气因直接吸收太阳辐射能而引起的增温并不显著。大气中的主要气体是氮和氧，只有氧能微弱地吸收太阳辐射。在波长小于0.2微米处为一宽的吸收带，吸收能力较强；在0.69和0.76微米附近，各有一个窄吸收带，吸收能力较弱。臭氧在大气中含量虽少，但对太阳辐射的吸收很强。0.2-0.3微米为一强吸收带，使小于0.29微米的太阳辐射不能到达地面。在0.6微米附近又有一宽吸收带，吸收能力虽然不强，但因位于太阳辐射最强烈的辐射带里，吸收的太阳辐射还是相当多的。二氧化碳对太阳辐射的吸收比较弱，仅对红外区4.3微米附近的辐射吸收较强，但这一区域的太阳辐射很微弱，被吸收后对整个太阳辐射影响不大。此外，悬浮在大气中的水滴、尘埃等杂质，也能吸收一部分太阳辐射，但其量甚微。只有当大气中尘埃等杂质很多(如有沙暴、烟幕或浮尘)时，吸收才比较显著。大气对太阳辐射的吸收是具有选择性的，因而使穿过大气的太阳辐射光谱变得极不规则；由于大气主要吸收物质(臭氧和水汽)对太阳辐射的吸收带都位于太阳辐射光谱两端能量较小的区域，因而吸收对太阳辐射的减弱作用不大。也就是说，大气直接吸收的太阳辐射并不多，特别是对于对流层大气来说。所以，太阳辐射不是大气主要的直接热源。大气对太阳辐射的吸收太阳辐射穿过大气层时，占大气体积99％以上的氮、氧的吸收作用微弱，而含量不多的水汽、二氧化碳、臭氧等的吸收作用较强。这种吸收作用具有选择性。大气对太阳辐射的吸收带均位于太阳光谱两端能量较小的区。臭氧能强烈吸收波长较短的紫外辐射；水汽和二氧化碳主要吸收波长较长的红外辐射。由此可见，大气吸收作用对太阳辐射减弱不大。大气因吸收太阳辐射而增温也不显著。所以，太阳辐射并不是大气增温的直接热源。大气对太阳辐射的反射大气中云层和较大颗粒的埃尘能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。其中反射最明显的是云。不同的云量，不同的云状，云的不同厚度所发生的反射是不同的。高云平均反射25%，中云平均反射50%，低云平均反射65%，很厚的云层反射可达90%。笼统地讲，云量反射平均达50～55%。假设大气层顶的太阳辐射是100%。那么太阳辐射通过大气后发生散射、吸收和反射(反射云量反射表示)，向上散射占4%，大气吸收占21%,云量吸收占3%,云量反射占23%。大气对太阳辐射的散射太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射。但散射并不像吸收那样把辐射能转变为热能，而只是改变辐射方向，使太阳辐射以质点为中心向四面八方传播开来。经过散射之后，有一部分太阳辐射就到不了地面。如果太阳辐射遇到的是直径比波长小的空气分子，则辐射的波长愈短，被散射愈厉害。其散射能力与波长的对比关系是：对于一定大小的分子来说，散射能力和波长的四次方成反比，这种散射是有选择性的。例如波长为0.7微米时的散射能力为1，波长为0.3微米时的散射能力就为30。因此，太阳辐射通过大气时，由于空气分子散射的结果，波长较短的光被散射得较多。雨后天晴，天空呈青蓝色就是因为辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射的缘故。如果太阳辐射遇到直

太阳辐射的影响因素

一、太阳辐射强弱的影响因素 1．纬度位置：纬度低则正午太阳高度角大，太阳辐射经过大气的的路程短，被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。这是太阳辐射从低纬向两极递减的原因之一。 2．天气状况：晴朗的天气，由于云层少且薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；阴雨的天气，由于云层厚且多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射就弱。 3．海拔高低：海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就强；反之，则弱。如青藏高原成为我国太阳辐射最强的地区，主要就是这个原因。 4．日照长短：日照时间长，获得太阳辐射强，日照时间短，获得太阳辐射弱。夏半年，高纬地区白昼时间长，弥补太阳高度角低损失的能量。二、为何青藏高原太阳辐射强，气温却很低一个地区获得的太阳辐射的多少，与该地区的纬度位置、海拔高度和大气状况有关。一般是，太阳高度角愈大（纬度愈低）、太阳辐射经过大气的路程愈短（海拔愈高）、被大气削弱的愈少，到达地面的太阳辐射就愈多；反之，则愈少。青藏高原太阳辐射强的原因 1.青藏高原纬度较低，太阳高度角较大； 2.海拔最高，太阳辐射到达地面前通过大气层的光程较短； 3.高原上大气的密度较小（空气稀薄），大气中的水汽、固体杂质含量较少，云量少，大气透明度好。上述原因，使得太阳辐射的折射、散射和吸收作用大大减弱，从而使太阳辐射增强；夏季时也比其他地区晴天多，日照时间长。青藏高原气温低的原因 1.由于青藏高原海拔高，高原上空气稀薄，大气层中云量少，大气逆辐射少，大气的保温作用却很差，不能很好地保存地面辐射的热量， 2. 加以高原上风速较大，更不利于热量的积累和保持，所以，即使是夏季，青藏高原大部分地区的平均气温也很低，是我国夏季平均气温最低的地区。所以，青藏高原是我国太阳年总辐射最高的地区，也是我国夏季太阳辐射强烈的地区。

太阳辐射强度测量

4太阳辐射照度实验（略）实验设备：辐射电流表、总辐射表、辐射热计实验原理：太阳辐射电流表是与太阳总辐射表配套使用的二次仪表，将其测得数据经过换算后，即为太阳辐射的瓦/平方米值。其具有检测精度高，便携式设计，性能稳定，功能丰富等方面特点，是太阳能测试方面的理想工具。该表用来测量光谱范围为0.3-3μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射,如加配遮光环可测量散射辐射。因此，它可广泛应用于教学、太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。仪器的工作原理基于热电效应。在锰铜—康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用他们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势。用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。辐射热计用于测量工作地点所接受到的单向辐射热强度。实验方法：（1）在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的三个螺钉，使仪器感应面成水平位置。辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。（2）将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的（+）、（-）端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。（3）测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。（4）把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度。设备参数：辐射电流表测试范围：0～2000瓦/平方米检测精度：<±1瓦/平方米显示数值:小于200毫伏(液晶显示) 使用温度:-20～+50℃ 电池供电：DC:9V连续使用大于七天相对湿度：80% 重量：小于600克总辐射表灵敏度：7～14mv／kw.m-2 响应时间：<35秒(99％) 余弦响应：不大于±7％(太阳高度10°时) 年稳定度:不大于±2% 温度系数：不大于±2％(-10℃～＋40℃) 光谱范围:0.3～3.2μm 信号输出：0～20mv 非线性：±2％重量：2.5kg 辐射热计量程：0-2kW/平方米分辨率：0.01kW/平方米标定精度：±5% 实验报告要求：测量记录本地太阳能辐射强度。

世界太阳能资源分布

世界太阳能资源分布太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x1023kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收。47%到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。全球人类目前每年能源消费的总和只相当于太阳在40分钟内照射到地球表面的能量。国际太阳能资源分布根据国际太阳能热利用区域分类，全世界太阳能辐射强度和日照时间最佳的区域包括北非、中东地区、美国西南部和墨西哥、南欧、澳大利亚、南非、南美洲东、西海岸和中国西部地区等。根据德国航空航天技术中心(DLR)的推荐，不同地区太阳能热发电技术和经济潜能数据及其技术潜能基于太阳年辐照量测量值大于6480MJ/m2，经济潜能基于太阳年辐照量测量值大于7200MJ/m2。北非地区是世界太阳能辐照最强烈的地区之一。摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯、利比亚和埃及太阳能热发电潜能很大。阿尔及利亚的太阳年辐照总量9720MJ/m2，技术开发量每年约169440TW·h。摩洛哥的太阳年辐照总量 9360MJ/m2，技术开发量每年约20151TW·h。埃及的太阳年辐照总量10080MJ/m2，技术开发量每年约73656TW·h。太阳年辐照总量大于8280MJ/m2的国家还有突尼斯、利比亚等国。阿尔及利亚有2381.7km2的陆地区域，其沿海地区太阳年辐照总量为6120MJ/m2，高地和撒哈拉地区太阳年辐照总量为6840～9540MJ/m2，全国总土地的82%适用于太阳能热发电站的建设。

世界太阳能资源分布图南欧的太阳年辐照总量超过7200MJ/m2。这些国家包括葡萄牙、西班牙、意大利、希腊和土耳其等。西班牙太阳年辐照总量为8100MJ/m2，技术开发量每年约1646TW·h。意大利太阳年辐照总量为7200MJ/m2，技术开发量每年约88TW·h。希腊太阳年辐照总量为6840MJ/m2，技术开发量每年约44TW·h。葡萄牙太阳年辐照总量为7560MJ/m2，技术开发量每年约436TW·h。土耳其的技术开发量每年约400TW·h。西班牙的南方地区是最适合于建设太阳能能热发电站地区之一，该国也是太阳能热发电技术水平最高、太阳能热发电站建设最多的国家之一。中东几乎所有地区的太阳能辐射能量都非常高。以色列、约旦和沙特阿拉伯等国的太阳年辐照总量8640MJ/m2。阿联酋的太阳年辐照总量为7920MJ/m2，技术开发量每年约2708TW·h。以色列的太阳年辐照总量为8640MJ/m2，技术开发量每年约318TW·h。伊朗的太阳年辐照总量为7920MJ/m2，技术开发量每年约20PW·h。约旦的太阳年辐照总量约9720MJ/m2，技术开发量每年约6434TW·h。以色列的总陆地区域是20330km2；Negev沙漠覆盖了全国土地的一半，也是太阳能利用的最佳地区之一，以色列的太阳能热利用技术处于世界最高水平之列。我国第1座70KW太阳能塔式热发电站就是利用以色列技术建设的。美国也是世界太阳能资源最丰富的地区之一。根据美国239个观测站1961—1990年30年的统计数据，全国一类地区太阳年辐照总量为9198～10512MJ/m2，一类地区包括亚利桑那和新墨西哥州的全部，加利福尼亚、内华达、犹他、科罗拉多和得克莎斯州的南部，占总面积的9.36%。二类地区太阳年辐照总量为7884～9198MJ/m2，除了包括一类地区所列州的其余部分外，还包括犹他、怀俄明、堪萨斯、俄克拉荷马、佛罗里达、佐治亚和南卡罗来纳州等，占总面积的35.67%。三类地区太阳年辐照

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。

(整理)太阳能资源的概述和评价

太阳能资源的概述和评价引言目前，在能源日渐短缺和环境保护双重压力形势下,，各国政府都十分重视可再生能源的开发利用。在发电领域，资源消耗十分巨大。尤其是在我国，火电占据绝大部分的电能来源。开发使用新的能源迫在眉睫。太阳能光伏发电是解决当前能源危机的重要途径之一。太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术并网发电系统组成包括太阳能电池组件，直交流逆变器，配电室，还有并网发电的防雷系统等等。太阳能并网发电系统优点是生产电能的过程清洁便利，并且太阳能资源丰富可再生。还有就是发电系统的装置可与建筑物完美结合，分布式的建设，进退电网灵活，可以有效改善符合平衡，降低损耗。此外还能起到调峰的作用。它的缺点就是受气候因素影响明显。这就导致了它的应用时间有间隙性和随机性，遇到阴雨天气无法正常发电。还有就是能量密度较低，发一定的电量需要很大的占地面积的接收太阳能的装置。此外太阳能发电装置造价很高，成本是很重要的一个问题。虽说国内的光伏发电产业还处在发展的初期阶段，但是国家和地方也出台了相关的政策来推进的这一产业的快速发展。国家能源局于2013年11月26日发布有效期为3年的《光伏发电运营监管暂行办法》，规定电网企业应当全额收购其电网覆盖范围内并网光伏电站项目和分布式光伏发电项目的上网电量，明确了能源主管部门及其派出机构对于光伏发电并网运营的各项监管责任，光伏发电项目运营主体和电网企业应当承担的责任，从而推进光伏发电并网有序进行。此外甘肃省，河北省，安徽省等省份也相继出台了扶持光伏产业的相关政策。中国2011年的光伏装机量高达2.9GW,同比2010年增长了500%。亚太地区仅第四季度就有2.8GW的装机量,全年装机量达到6GW,较前一年增长了165%。2012年中国光伏装机容量约为4.5GW，较之2011年的2.89GW增长55.7%，成为继德国之后的全球第二大光伏装机大国。不过，根据国家电监会的数据，2012年中国新增太阳能装机容量仅为1.19GW。在政策与补助的大力推动下，中国2013年的光伏装机量远多于各界预期，高达13GW。特别是中国西部地区，受利于年底并网即可获得优惠电价的刺激，第四季的光伏并网量暴增，且能量持续。今年全国光伏总装机量上看14GW。中国国家能源局及光伏业界原本估计去年全国光伏装机量约在8~9.5GW上下，但由于国家透过年底并网即可获得每千瓦时一元人民币上网优惠电价的刺激，光伏装机量于去年年末暴增，第四季的装机量超越前九个月的总和。去年新增光伏装机量最高者分别是甘肃省超过 2.6GW、新疆省1.82GW、青海省 1.67GW;而在此强大能量的推动下，国家能源局进一步将2014年的新增光伏装机量目标订在10~14GW，其中包括分布式光伏8GW和大型地面光伏电站6GW。中国的光伏发电产业正在高速迈进。

全国各地太阳能总辐射量与年均日照时间

一、全国各地太阳能总辐射量与年均日照峰值时间地区类别年辐射量（MJ/m2Y）年辐射量（kWh/m2Y）年日照时间（h/Y）年平均日照峰值时间（h）日平均日照峰值时间（h）一类地区宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、西藏西部；6680～84001855～23333200～33001854～2300 5.08～6.3二类地区河北西北部、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； 5852～66801625～18553000～32001624～1854 4.45～5.08 三类地区山东、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； 5016～58521393～16252200～30001387～1624 3.8～4.45 四类地区湖南、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； 4190～50161163～13931400～22001132～1387 3.1～3.8五类地区四川、贵州3344～4190928～11631000～1400913～1132 2.5～3.1

二、主要城市日照峰值时间及最佳安装倾角序号城市纬度最佳倾角平均日照峰值小时序号城市纬度最佳倾角平均日照峰值小时 1北京39.80 纬度+4 5 16杭州30.23 纬度+3 3.43 2天津39.10 纬度+5 4.65 17南昌28.67 纬度+2 3.80 3哈尔滨45.68 纬度+3 4.39 18福州26.08 纬度+4 3.45 4沈阳41.77 纬度+1 4.60 19济南36.68 纬度+6 4.44 5长春43.90 纬度+1 4.75 20郑州34.72 纬度+7 4.04 6呼和浩特40.78 纬度+3 5.57 21武汉30.63 纬度+7 3.80 7太原37.78 纬度+5 4.83 22广州23.13 纬度-7 3.52 8乌鲁木齐43.78 纬度+12 4.60 23长沙28.20 纬度+6 3.21 9西宁36.75 纬度+1 5.45 24香港22.00 纬度-7 5.32 10兰州36.05 纬度+8 4.40 25海口20.03 纬度+12 3.84 11西安34.30 纬度+14 3.59 26南宁22.82 纬度+5 3.53 12上海31.17 纬度+3 3.80 27成都30.67 纬度+2 2.88 13南京32.00 纬度+5 3.94 28贵阳26.58 纬度+8 2.86 14合肥31.85 纬度+9 3.69 29昆明25.02 纬度-8 4.25 15拉萨29.70 纬度-8 6.70 30银川38.48 纬度+2 5.45

太阳能辐射计算公式

一、中国太阳能直接辐射的计算方法（1）（2）⊙ （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S0，理想大气总辐射，Qi,晴天总辐射Q0来表示。a，b，a1，b1，c1，a2，b2，c2为系数。n为云量。S1为日照百分率。相关系数的计算公式：考虑到大气透明度，则有（4）其中m为大气质量：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；为测站的年平均气压，P海为海平面气压，P海=1013.25mp，为对大气质量进行的高度订正。对于a2的计算：当测站的海拔H≥3000m时，a2=0.456；当H≤3000m是，若年平均绝对湿度E≤10.0mb，则否则，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二、中国太阳能散射辐射的算法其中∑D为散射辐射月（年）总辐射量，Q为计算散射辐射的起始数据，可采用天文总辐射S0，理想大气总辐射Qi,晴天总辐射Q0来表示；f(S1，n......）为天空遮蔽度函数。 D=Qi(a1+b1nt); D=Qi(a2+b2nl); D=Qi(a3+b3S1); D=Qi(a4+b4nmh) D=Qi(a5+b5nmh+c5nl) D=Qi(a6+b6nmh+c6S1) D=Qi(a7+b7P+c7nl) D=Qi(a8+b8P+c8S1) 以上8式为计算太阳能散射可筛选公式，其中D为欲计算的散射辐射量的月总量，Qi,为理想大气中的月总辐射量，nt ，nl ，nmh分别为月平均总云量、低云量和中高云量。S1为日