太阳辐射的测量

　　现如今，太阳辐射的测量及其应用变得越来越重要，那什么是太阳辐射，要用什么样的工具测量太阳辐射呢?本文或许会对此有所帮助。

　　什么是太阳辐射?

　　太阳辐射在到达地球大气层外表层时，其辐射通量密度约为1400W/m2，其中一部分会在穿越地球大气层的过程中被大气中的各种气体、水蒸气和云层吸收、散射和反射掉。而那些被吸收掉的能量中，又会有一部分以远红外线的形式，重新辐射回地表。

　　当太阳辐射穿过大气到达地球表面时，会被大气分为波长在300-4000nm的短波辐射和波长4.5-40μm(亦会大于40μm)的远红外长波辐射两部分。到达地表的太阳辐射主要会受到云层、大气悬浮粒子、大气污染物以及高空飞行器的凝结尾流的影响。

　　为什么要测量太阳辐射?

　　随着人们对于太阳能、热能系统等可再生能源领域的愈发重视，准确、可靠的太阳辐射数据变得越来越重要，它对于各种决策活动，如科研开发、产品质量控制、*佳地点选取、系统运行效率监测和估算不同天气条件下的系统输出等，起着极为关键的作用。一旦这些数据产生些许的错误，就会对整个投资回报产生显著的负面影响。

　　用什么工具测量?

　　光伏材料的灵敏波段主要是在波长400-1100nm的可见光和近红外光范围内，对于紫外线的灵敏度则很低，而对于长波辐射则不会产生反应。目前，大规模商业化运行的热能系统通常使用反射式太阳能集热器，它会将短波辐射和长波辐射的能量全部汇聚于中间进行加热，从而实现能量转换。

　　通常，人们使用特定波段范围的热电偶型辐射传感器来测量太阳辐射。此种设备的性能标准及标定方法由世界气象组织(WMO)和国际标准化组织(ISO)确定。这些辐射传感器能够在各种天气条件下提供准确的太阳辐射数据，并与气象观测网络、不同地点的太阳能系统配合使用。

　　短波辐射测量可以由Kipp&Zonen出品的CMP系列短波辐射传感器完成，而对长波辐射的测量工作可以由CGR系列长波辐射传感器执行。

　　需要什么样的测量设备?

　　太阳能板具有较广的视角，其安装位置要能够确保其能够*大限度地接受太阳辐射。因此，我们建议在水平安装辐射传感器的同时，*好在太阳能板上或太阳能板矩阵中也配备一个辐射传感器，用以测量太阳能板所面对的半球空域内的可供利用的太阳辐射能量，从而能对系统运行效率进行有效监测并及时、合理安排设备的维护保养工作。

　　普通规格、低成本的传感器完全可以在对比测量中得到应用。Kipp&ZonenSPLITE2日射强度计是您合适的选择。SPLITE2采用的光电二极管探测器拥有与绝大多数类型的太阳能电池板相近的光谱相应范围，能够在现场辐射监测、测试等领域得到广泛应用。

　　一些太阳能系统会使用聚光透镜来将太阳辐射聚焦于特定目标上，太阳能系统通常会配有某种反射镜。不论是透镜还是反射镜，二者都拥有相对较小的视场角度，并且需要了解直接来源于太阳的有效辐射总量。CHP1直接日射强度计可以用来测量这种“直接”短波辐射，它拥有5º的视场角度，可以安装在Kipp&ZonenSOLYS2全自动太阳跟踪器上。

　　需要什么样的测量设备?

　　如前所述，当采用符合世界气象组织(WMO)和国际标准化组织(ISO)规定的短/长波辐射传感器所观测得到的数据，能够与世界上任何地区的标准气象观测网、卫星数据进行直接对比使用。这些传感器能够适用于任何类型的太阳能系统。因此，对于太阳能监测研究和选址勘测而言，它们都是理想的选择。

　　之后，您可以考虑将系统扩展为太阳跟踪监测站。一套完整的太阳跟踪监测站包括一个配有短波辐射传感器的太阳跟踪器、用于测量直接辐射的直接日射强度计以及太阳遮挡球。在太阳能板矩阵系统中，也可以安装短波辐射传感器来测量总有效辐射。通常情况下，所有的辐射传感器会和一个数据采集器相连接，所有观测数据将由数据采集器采集，并可进行远程传输、访问。

　　为何选择Kipp&Zonen?

　　Kipp&Zonen从事太阳辐射测量产品的设计与制造的历史已有75年之久，为DJ的气象气候组织、研究机构以及能源公司提供了各种**产品。我们的辐射传感器能够帮助您对您的系统进行性能优化。Kipp&Zonen享誉世界的专业品质是您值得信赖的保证。

　　系统配置

　　基本型太阳能监测

　　1个水平安装的短波辐射传感器，用于测量总辐射

　　1个倾斜安装的短波辐射传感器，用于测量倾斜范围内的总辐射

　　推荐配置

　　SP Lite 2/CMP3/CMP6

　　增强性太阳能监测

　　1个水平安装的短波辐射传感器，用于测量总辐射

　　1个安装在太阳跟踪旗上的直接日射强度计

　　1个倾斜安装在太阳跟踪器上的短波辐射传感其

　　推荐配置

　　CMP 11，CHP 1，SPLYS2

　　完整的太阳跟踪监测系统

　　1个水平安装的短波辐射传感器，用于测量总辐射

　　1个安装在太阳跟踪旗上的直接日射强度计

　　1个倾斜安装在太阳跟踪器上的短波辐射传感其

　　1套安装在太阳跟踪旗上的太阳遮挡球

　　推荐配置

　　CMP11/CMP21，CHP 1，SOLYS2

　　(本文《太阳辐射的测量及其应用》翻译自Kipp&Zonen公司的“Make the mostof the sun”，版权归原作者所有。)