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如何估算各地太阳辐射量?

2016-12-12

       太阳能光伏发电系统的全部能量来源于太阳,也就是说太阳电池能发多少电,取决太阳电池方阵面上所获得的辐射量。而太阳电池方阵面上所获得辐射量的多少与很多因素有关:如当地的纬度,海拔,大气的污染程度或透明程度,以及一年当中四季的变化,一天当中时间的变化,到达地面的太阳辐射直、散分量的比例,地表面的反射系数,太阳电池方阵的运行方式或固定方阵的倾角变化以及太阳电池方阵表面的清洁程度等。
       如果想要准确算出一套光伏发电系统的发电量,除了考虑系统的衰减效率外,还需要较为准确地推算出太阳电池方阵面上所获得的辐射量。那对太阳辐射的基本概念,我们就有必要了解一下,以下是关于太阳辐射的直散分离原理、布格-朗伯定律和余弦定律。这是太阳辐射的基本定律。
       直散分离原理:
       大地表面(即水平面)和方阵面(即倾斜面)上所接收到的辐射量均符合直散分离原理,只不过大地表面所接收到的辐射量没有地面反射分量,而太阳电池方阵面上所接收到的辐射量包括地面反射分量:
       Qp = Sp+Dp QT = ST+DT+RT
       Qp: 水平面总辐射
       Sp: 水平面直接辐射
       Dp: 水平面散射辐射
       QT : 倾斜面总辐射
       ST: 倾斜面直接辐射
       DT: 倾斜面地面反射

       布格-朗伯定律:
       SD’= S0Fm
       S0 :太阳常数 1350W/m2 SD’:直接辐射强度 F: 大气透明度
       m: 大气质量 m=1/Sinα × P/P0 α: 太阳高度角 Po: 标准大气压 Sinα = SinφSinδ+Cos φCos δCosω
       δ: 太阳赤纬角
       δ=23.5Sin(360*(284+N)/365)
       φ: 当地纬度 (0 - 90° )
       ω: 时角(地球自转一周360度,24小时) 15度/小时 或 4分钟/度

       余弦定律:
       Sp’ = SD’ Sinα
       ST’ = SD’COSθ
       DT’ = Dp’(1+CosZ)/2
       RT’ = Qp’(1-CosZ)/2
       QT = ST+DT+RT
       以上是太阳辐射的基本定律,通过计算,我们可以了解当地安装太阳能发电系统的发电量,并结合当地补贴政策,预估整套发电系统的发电收益。

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