項(xiàng)目1太陽(yáng)能資源獲取項(xiàng)目1太陽(yáng)能資源獲取找到顧客購(gòu)買(mǎi)的關(guān)鍵點(diǎn)1.掌握離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)組成；2.了解全球太陽(yáng)能資源分布情況，掌握我國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況，以及太陽(yáng)能資源獲取方法；3.掌握太陽(yáng)能輻射量的測(cè)量方法以及輻射量參數(shù)轉(zhuǎn)化方法；4.掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其最佳傾斜角設(shè)置方法。

我國(guó)是太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)，年輻射量在5000MJ／m2以上。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要分為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，了解我國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況以及掌握太陽(yáng)能資源獲取方法，對(duì)光伏電站開(kāi)發(fā)具有重要意義。1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀任務(wù)說(shuō)明：

我國(guó)是太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)大國(guó)，從2007年開(kāi)始，電池組件產(chǎn)量全球第一；2013年開(kāi)始，光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量全球第一。分析光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀內(nèi)容，要求掌握光伏發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)合、光伏發(fā)電特點(diǎn)，以及光伏產(chǎn)業(yè)前景。1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一、光伏產(chǎn)品應(yīng)用

太陽(yáng)能屬于可再生能源的一種，具有儲(chǔ)量大、永久性、清潔無(wú)污染、可再生、就地可取等特點(diǎn)，因此成為目前人類(lèi)所知可利用的最佳能源選擇。1.通信領(lǐng)域的應(yīng)用。主要包括無(wú)人值守微波中繼站，光纜通信系統(tǒng)及維護(hù)站，移動(dòng)通信基站，廣播、通信、無(wú)線尋呼電源系統(tǒng)，衛(wèi)星通信和衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)，農(nóng)村程控電話、載波電話光伏系統(tǒng)，小型通信機(jī)，部隊(duì)通信系統(tǒng)等。1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一、光伏產(chǎn)品應(yīng)用2.公路、鐵路、航運(yùn)等交通領(lǐng)域的應(yīng)用。如鐵路和公路信號(hào)系統(tǒng)，鐵路信號(hào)燈，交通警示燈、標(biāo)志燈、信號(hào)燈，公路太陽(yáng)能路燈，無(wú)人值守道班供電，航標(biāo)燈燈塔和航標(biāo)燈電源等。1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一、光伏產(chǎn)品應(yīng)用3.石油、海洋、氣象領(lǐng)域的應(yīng)用。如石油管道陰極保護(hù)和水庫(kù)閘門(mén)陰極保護(hù)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)，石油鉆井平臺(tái)生活及應(yīng)急電源，海洋檢測(cè)設(shè)備，氣象和水文觀測(cè)設(shè)備，觀測(cè)站電源系統(tǒng)等。4.農(nóng)村和邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)應(yīng)用。在高原、海島、牧區(qū)、邊防哨所等農(nóng)村和邊遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)應(yīng)用太陽(yáng)能光伏戶用系統(tǒng)、小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)等解決日常生活用電問(wèn)題1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一、光伏產(chǎn)品應(yīng)用5.太陽(yáng)能光伏照明方面的應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏照明包括太陽(yáng)能路燈、庭院燈、草坪燈，太陽(yáng)能景觀照明，太陽(yáng)能路標(biāo)標(biāo)牌、信號(hào)指示、廣告燈箱照明等：還有家庭照明燈具及手提燈、野營(yíng)燈、登山燈、垂釣燈、割膠燈、節(jié)能燈、手電等。6.大型光伏發(fā)電系統(tǒng)（電站）的應(yīng)用。地面獨(dú)立或并網(wǎng)光伏電站、風(fēng)光（柴）互補(bǔ)電站、各種大型停車(chē)廠充電站等。1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一、光伏產(chǎn)品應(yīng)用7.太陽(yáng)能光伏建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。其將太陽(yáng)能發(fā)電與建筑材料相結(jié)合，充分利用建筑的屋頂和外立面，使得大型建筑能實(shí)現(xiàn)電力自給、并網(wǎng)發(fā)電。8.太陽(yáng)能電子商品及玩具的應(yīng)用。包括太陽(yáng)能收音機(jī)、太陽(yáng)能鐘、太陽(yáng)帽、太陽(yáng)能充電器、太陽(yáng)能手表、太陽(yáng)能計(jì)算器、太陽(yáng)能玩具等。9.其他領(lǐng)域的應(yīng)用。包括太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)，太陽(yáng)能游艇，電池充電設(shè)備，太陽(yáng)能汽車(chē)空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等；還有太陽(yáng)能制氫加燃料電池的再生發(fā)電系統(tǒng)，海水淡化設(shè)備供電，衛(wèi)星、航天器、空間太陽(yáng)能電站等。1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一、光伏產(chǎn)品應(yīng)用1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀二、光伏發(fā)電特點(diǎn)特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：太陽(yáng)能光伏發(fā)電過(guò)程簡(jiǎn)單，沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì)，無(wú)噪聲、無(wú)污染；太陽(yáng)能資源分布廣泛且取之不盡、用之不竭。缺點(diǎn)：能量密度低、占地面積大、轉(zhuǎn)換效率低、間歇性工作、受氣侯環(huán)境因素影響大、地域依賴(lài)性強(qiáng)、系統(tǒng)成本高、體硅電池的制造過(guò)程高能耗等。1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀三、光伏發(fā)電應(yīng)用前景1.1.1

光伏產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀三、光伏發(fā)電應(yīng)用前景截止2022年底，我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)392GW，其中2018年新增裝機(jī)容量為44.26GW，全年光伏發(fā)電量1775億千瓦時(shí)；2019年新增裝機(jī)容量為30.1GW，全年光伏發(fā)電量2242.6億千瓦時(shí)；2020年新增裝機(jī)容量為48.2GW，全年光伏發(fā)電量2605億千瓦時(shí)；2021年新增裝機(jī)容量為54.88GW，全年光伏發(fā)電量3259億千瓦時(shí)；2022年新增裝機(jī)容量約為87.41GW。全年光伏發(fā)電量4071億千瓦時(shí)；2022年我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電量達(dá)到1.19萬(wàn)億千瓦時(shí)，比2021年增加2073億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)21%，接近全國(guó)城鄉(xiāng)居民生活用電量?？梢?jiàn)光伏發(fā)電等可再生能源在保障能源供應(yīng)方面發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)任務(wù)說(shuō)明：

太陽(yáng)能是光伏發(fā)電系統(tǒng)能量的來(lái)源，按照光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)來(lái)分，可以分為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。從光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用角度出發(fā)，要求掌握離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及各部件功能。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：主要包括光伏陣列、控制器、蓄電池、逆變器和負(fù)載。1.太陽(yáng)能光伏發(fā)電的核心部件是太陽(yáng)能電池板，它將太陽(yáng)光昀光能直接轉(zhuǎn)換成電能；并通過(guò)控制器把太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)于蓄電池中；當(dāng)負(fù)載用電時(shí)，蓄電池中的電能通過(guò)控制器合理地分配到各個(gè)負(fù)載上。2.太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生的電流為直流電，可以直接以直流電的形式應(yīng)用，也可以用交流逆變器將其轉(zhuǎn)換成為交流電，供交流負(fù)載使用。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(1)太陽(yáng)能電池組件（陣列）太陽(yáng)能電池組件也叫太陽(yáng)能電池板，是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分。其作用是將太陽(yáng)光的輻射能量轉(zhuǎn)換為電能，并送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，也可以直接用于推動(dòng)負(fù)載工作。當(dāng)發(fā)電容量較大時(shí)，就需要用多塊電池組件串、并聯(lián)后構(gòu)成太陽(yáng)能電池方陣。目前應(yīng)用的太陽(yáng)能電池主要是晶體硅電池，分為單晶硅太陽(yáng)能電池、多晶硅太陽(yáng)能電池和非晶硅太陽(yáng)能電池等幾種。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(2)蓄電池蓄電池的作用主要是存儲(chǔ)太陽(yáng)能電池發(fā)出的電能，并可隨時(shí)向負(fù)載供電。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)蓄電池的基本要求是：自放電率低、使用壽命長(zhǎng)、充電效率高、深放電能力強(qiáng)、工作溫度范圍寬、少維護(hù)或免維護(hù)以及價(jià)格低廉。目前為光伏系統(tǒng)配套使用的主要是免維護(hù)鉛酸電池，在小型、微型系統(tǒng)中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰電池或超級(jí)電容器。當(dāng)需要大容量電能存儲(chǔ)時(shí)，就需要將多只蓄電池串、并聯(lián)起來(lái)構(gòu)成蓄電池組。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(3)光伏控制器太陽(yáng)能光伏控制器的作用是控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，其功能主要有：防止蓄電池過(guò)充電保護(hù)、防止蓄電池過(guò)放電保護(hù)、系統(tǒng)短路保護(hù)、系統(tǒng)極性反接保護(hù)、夜間防反充保護(hù)等。在溫差較大的地方，控制器還具有溫度補(bǔ)償?shù)墓δ?。另外控制器還有光控開(kāi)關(guān)、時(shí)控開(kāi)關(guān)等工作模式，以及充電狀態(tài)、蓄電池電量等各種工作狀態(tài)的顯示功能。光伏控制器一般分為小功率、中功率、大功率和風(fēng)光互補(bǔ)控制器等。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(4)交流逆變器交流逆變器是把太陽(yáng)能電池組件或者蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電供應(yīng)給電網(wǎng)或者交流負(fù)載使用的設(shè)備。逆變器按運(yùn)行方式可分為獨(dú)立運(yùn)行逆變器和并網(wǎng)逆變器。獨(dú)立運(yùn)行逆變器用于獨(dú)立運(yùn)行的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，為獨(dú)立負(fù)載供電。并網(wǎng)逆變器用于并網(wǎng)運(yùn)行的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，也有分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)發(fā)出的電能充裕時(shí)，可將剩余電能饋入公共電網(wǎng)，向電網(wǎng)供電（賣(mài)電）；當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)提供的電力不足時(shí)，由電網(wǎng)向負(fù)載供電（買(mǎi)電）。由于向電網(wǎng)供電時(shí)與電網(wǎng)供電的方向相反，所以稱(chēng)為有逆流光伏發(fā)電系統(tǒng)。1.1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.無(wú)逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)即使發(fā)電充裕也不向公；電網(wǎng)供電，但當(dāng)太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)供電不足時(shí)，則由公共電網(wǎng)向負(fù)載供電。1.2.1太陽(yáng)能資源分布任務(wù)說(shuō)明：

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽(yáng)能資源是決定光伏發(fā)電量及光伏發(fā)電建設(shè)成本的主要因素之一。了解我國(guó)太陽(yáng)能資源分布情況，明確太陽(yáng)資源差異，對(duì)光伏電站選址有著重要依據(jù)。太陽(yáng)能資源指在特定時(shí)段內(nèi)（如日、月、年）水平面上太陽(yáng)總輻射強(qiáng)度的累計(jì)值，單位為兆焦每平方米（MJ/m2）。1.2.1太陽(yáng)能資源分布一、世界太陽(yáng)能資源分布太陽(yáng)是一顆自己能發(fā)光的氣體星球，其內(nèi)部不斷進(jìn)行著熱核反應(yīng)，因而每時(shí)每刻都在穩(wěn)定地向宇宙空間發(fā)射能量。人類(lèi)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能主要是利用太陽(yáng)光輻射所產(chǎn)生的能量，由于地球表面大部分被海洋覆蓋，達(dá)到陸地表面的能量約占太陽(yáng)達(dá)到地球范圍內(nèi)太陽(yáng)輻射能的10%，然而太陽(yáng)每秒鐘到達(dá)地球陸地表面的輻射能相當(dāng)于世界一年內(nèi)消耗的各種能源所產(chǎn)生的總能量的3.5萬(wàn)倍，因此太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)利用日益受到人們的青睞。1.2.1太陽(yáng)能資源分布一、世界太陽(yáng)能資源分布太陽(yáng)向宇宙空間發(fā)射的輻射功率為3.8×1023kW的輻射值，其中20億分之一到達(dá)地球大氣層。到達(dá)地球大氣層的太陽(yáng)能，30%被大氣層反射，23%被大氣層吸收，47%到達(dá)地球表面，其功率為800000億千瓦，也就是說(shuō)太陽(yáng)每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于燃燒500萬(wàn)噸煤釋放的熱量。全球人類(lèi)目前每年能源消費(fèi)的總和只相當(dāng)于太陽(yáng)在40分鐘內(nèi)照射到地球表面的能量。1.2.1太陽(yáng)能資源分布一、世界太陽(yáng)能資源分布根據(jù)國(guó)際太陽(yáng)能熱利用區(qū)域分類(lèi)，全世界太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度和日照時(shí)間最佳的區(qū)域包括北非、中東地區(qū)、美國(guó)西南部和墨西哥、南歐、澳大利亞、南非、南美洲東、西海岸和中國(guó)西部地區(qū)等。1.2.1太陽(yáng)能資源分布二、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布我國(guó)屬太陽(yáng)能資源較豐富的國(guó)家之一，全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)，年輻射量在5000MJ／m2以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，中國(guó)陸地面積每年接收的太陽(yáng)輻射總量為3.3×103～8.4×103MJ/m2，相當(dāng)于2.4×104億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的儲(chǔ)量1.2.1太陽(yáng)能資源分布二、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布一類(lèi)地區(qū)（資源豐富帶）：全年輻射量在6700~8370MJ/m2。相當(dāng)于230kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括青藏高原、甘肅北部、寧夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、內(nèi)蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部等地。1.2.1太陽(yáng)能資源分布二、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布二類(lèi)地區(qū)（資源較富帶）：全年輻射量在5400～6700MJ/m2。，相當(dāng)于180～230kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要包括山東、河南、河北東南部、山西南部、新疆北部、吉林、遼寧、云南、陜西北部、甘肅東南部、廣東南部、福建南部、江蘇中北部和安徽北部等地。1.2.1太陽(yáng)能資源分布二、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布三類(lèi)地區(qū)（資源一般帶）：全年輻射量在4200～5400MJ/m2。相當(dāng)于140～180kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒所發(fā)出的熱量。主要是長(zhǎng)江中下游、福建、浙江和廣東的一部分地區(qū)，春夏多陰雨，秋冬季太陽(yáng)能資源還可以。1.2.1太陽(yáng)能資源分布二、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布四類(lèi)地區(qū)：全年輻射量在4200MJ/m2。以下。主要包括四川、貴州兩省。此區(qū)是我國(guó)太陽(yáng)能資源最少的地區(qū)。1.2.1太陽(yáng)能資源分布二、我國(guó)太陽(yáng)能資源分布(1)太陽(yáng)能的高值中心和低值中心都處在北緯22°～35°這一帶，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；(2)太陽(yáng)年輻射總量，西部地區(qū)高于東部地區(qū)，而且除西藏和新疆兩個(gè)自治區(qū)外，基本上是南部低于北部；(3)由于南方多數(shù)地區(qū)云多雨多，在北緯30°～40°之間，太陽(yáng)能的分布情況與一般的太陽(yáng)能隨緯度而變化的規(guī)律相反，太陽(yáng)能不是隨著緯度的升高而減少，而是隨著緯度的升高而增加。1.2.2太陽(yáng)能輻射量任務(wù)說(shuō)明：

用于描述能量的單位有焦耳、卡、瓦、峰值日照時(shí)數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)煤等。在描述太陽(yáng)能資源量值時(shí)，要求熟悉掌握各個(gè)能量參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法。1.2.2太陽(yáng)能輻射量1.焦耳、卡熱能是能量的一種，在國(guó)際上功和能的單位是焦耳，焦耳相當(dāng)于一牛頓的力(N)，其作用點(diǎn)在力的方向上移動(dòng)一米的距離所做的功，焦耳的符號(hào)為J。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將1g的水加熱或冷卻，其溫度升高或降低1度時(shí)，所加進(jìn)或放出的熱量稱(chēng)為1卡，以cal表示。工程上常以卡的1000倍來(lái)表示熱量，稱(chēng)為千卡或大卡，以kcal表示。其關(guān)系如下所示。1卡（cal）=4.1868焦耳（J）；1大卡=4186.75焦耳（J）；1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。1.2.2太陽(yáng)能輻射量2.度、千瓦時(shí)“千瓦時(shí)”是一種電量單位，表示一千瓦功率的電器使用一小時(shí)消耗的電量，用kW.h表示?！岸取笔侨粘Ｉ钪袑?duì)電能的計(jì)量單位的簡(jiǎn)稱(chēng)，1度=1kW.h（千瓦時(shí)），即3600000Ws，1Ws=1焦耳，1千瓦時(shí)等于3600000焦耳（3.6MJ）。1.2.2太陽(yáng)能輻射量3.峰值日照時(shí)數(shù)峰值日照是在晴天時(shí)地球表面的大多數(shù)地點(diǎn)能夠得到的最大太陽(yáng)輻射照度1000W/㎡。一個(gè)小時(shí)的峰值日照就叫做峰值日照小時(shí)。峰值日照小時(shí)數(shù)是一個(gè)描述太陽(yáng)輻射的單位(瓦每平方米每天，W/㎡/D)，也被叫做太陽(yáng)日照率或者簡(jiǎn)稱(chēng)日照率。日照率用來(lái)比較不同地區(qū)的太陽(yáng)能資源。例如我國(guó)太陽(yáng)能資源極豐富地區(qū)年輻射量達(dá)到8400MJ/m2，相當(dāng)于年接收2333.3KWh，年峰值日照時(shí)數(shù)為2333.3小時(shí)（h），平均日峰值日照時(shí)數(shù)6.4h。任務(wù)1.3.1太陽(yáng)輻資源獲取任務(wù)說(shuō)明：太陽(yáng)輻射發(fā)射至地球，不斷要經(jīng)過(guò)遙遠(yuǎn)的旅程，并且還要遇到各種阻攔，受到各種影響。掌握太陽(yáng)能資源的組成是計(jì)算和測(cè)量太陽(yáng)能資源的首要條件。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成一、太陽(yáng)輻射光譜太陽(yáng)輻射中輻射能按波長(zhǎng)的分布。根據(jù)維恩位移定律可以計(jì)算出太陽(yáng)輻射峰值的波長(zhǎng)λmax為0.475μm，這個(gè)波長(zhǎng)在可見(jiàn)光的青光部分。太陽(yáng)輻射主要集中在可見(jiàn)光部分（0.4～0.76μm），波長(zhǎng)大于可見(jiàn)光的紅外線（＞0.76μm）和小于可見(jiàn)光的紫外線（＜0.4μm）的部分少。在全部輻射能中，波長(zhǎng)在0.15～4μm之間的占99%以上，且主要分布在可見(jiàn)光區(qū)和紅外區(qū)，前者占太陽(yáng)輻射總能量的約50%，后者占約43%，紫外區(qū)的太陽(yáng)輻射能很少，只占總量的約7%。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成一、太陽(yáng)輻射光譜1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素1.高度角

對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽(yáng)高度角是指太陽(yáng)能光入射方向和地平面之間的夾角，即某地太陽(yáng)光線與該地作垂直于地心的地標(biāo)切線的夾角，簡(jiǎn)稱(chēng)太陽(yáng)高度。由于地球大氣層對(duì)太陽(yáng)輻射有吸收、反射和散射作用，因此，紅外線、可見(jiàn)光和紫外線在光射線中所占的比例也隨著太陽(yáng)高度角的變化而變化。

1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素1.高度角

一天中，太陽(yáng)高度角是不斷變化的；同時(shí)，在一年中也是不斷變化的。對(duì)于某處地平面來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)高度角較低時(shí)，光線穿過(guò)大氣的路程較長(zhǎng)，輻射能衰減得就較多。同時(shí)，又因?yàn)楣饩€以較小的角投射到該地平面上，所以到達(dá)地平面的能量就較少。反之，則較多。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素2.大氣質(zhì)量太陽(yáng)輻射能受到衰減作用的大小，與太陽(yáng)輻射穿過(guò)大氣路程的長(zhǎng)短有關(guān)。路程越長(zhǎng)，能量損失就越多；路程越短，能量損失越少。大氣質(zhì)量就是太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣層的無(wú)量綱路程，將其定義為太陽(yáng)光通過(guò)大氣層的路徑與太陽(yáng)光在天頂方向時(shí)射向地面的路徑之比。令海平面上太陽(yáng)光垂直入射路徑為1.即無(wú)量綱距為m=11.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素3.大氣透明度在大氣層上界與光線垂直的平面上，太陽(yáng)輻射度基本上是一個(gè)常數(shù)。但是在地球表面上，太陽(yáng)輻射度確實(shí)經(jīng)常變化的。這主要是由大氣透明程度不同所引起的。大氣透明度是表征大氣對(duì)于太陽(yáng)光線透過(guò)程度的一個(gè)參數(shù)。在晴朗無(wú)云的天氣，大氣透明度高，到達(dá)地面的太陽(yáng)能就多。天空云霧很多或無(wú)風(fēng)沙灰塵很大時(shí)，大氣透明度很低，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射能就較少?？梢?jiàn)，大氣透明度是與天空中云量的多少以及大氣中所含灰塵等雜質(zhì)的多少密切相關(guān)。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素3.大氣透明度1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素4.地球緯度太陽(yáng)輻射量是由低緯度向高緯度逐漸減弱的。假定不同緯度地區(qū)的大氣透明度是相同的，在這樣的條件下進(jìn)行比較，如圖1.2所示，春分中午時(shí)刻的太陽(yáng)垂直照射到地球赤道F點(diǎn)上，設(shè)同一經(jīng)度上有另外兩點(diǎn)B、D，且B點(diǎn)緯度比D點(diǎn)緯度高。由圖2-6可知，陽(yáng)光射到B點(diǎn)所需經(jīng)過(guò)大氣層的路程AB比陽(yáng)光射到D點(diǎn)所經(jīng)過(guò)大氣層的路程CD長(zhǎng)。所以B點(diǎn)的垂直輻射能量將比D點(diǎn)小。在赤道上F點(diǎn)垂直輻射通量很大，因?yàn)殛?yáng)光在大氣層中經(jīng)過(guò)的路程EF最短。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素5.日照時(shí)間 日照時(shí)間也是影響地面太陽(yáng)輻射度的一個(gè)重要因素。如果某地區(qū)某日白天有14h，若其中陰天時(shí)間≥6h，而出太陽(yáng)的時(shí)間小于或等于8h，那么，可以說(shuō)該地區(qū)那一天的日照時(shí)間是8h。日照時(shí)間越長(zhǎng)，地面所獲得的太陽(yáng)總輻射量就越多。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素6.海拔高度 海拔越高，大氣透明度越好，從而太陽(yáng)的直接輻射量也就越高。我國(guó)青藏高原地區(qū)，由于平均海拔高達(dá)4000m以上，且大氣潔凈、空氣干燥、緯度又低，因此太陽(yáng)總輻射量多介于6000~8000MJ/m2，直接輻射比重大。 此外，日地距離、地形、地勢(shì)等對(duì)太陽(yáng)輻射度也有一定影響。在同一緯度上，盤(pán)地氣溫要比平川高，陽(yáng)坡氣溫要比陰坡高等。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成二、影響地球表面太陽(yáng)能輻照度的因素6.海拔高度 海拔越高，大氣透明度越好，從而太陽(yáng)的直接輻射量也就越高。我國(guó)青藏高原地區(qū)，由于平均海拔高達(dá)4000m以上，且大氣潔凈、空氣干燥、緯度又低，因此太陽(yáng)總輻射量多介于6000~8000MJ/m2，直接輻射比重大。 此外，日地距離、地形、地勢(shì)等對(duì)太陽(yáng)輻射度也有一定影響。在同一緯度上，盤(pán)地氣溫要比平川高，陽(yáng)坡氣溫要比陰坡高等。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成三、太陽(yáng)輻射在大氣中的衰減 太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣層后到達(dá)地球表面。由于大氣對(duì)太陽(yáng)輻射有一定的吸收、散射和反射作用，使投射到大氣上界的輻射不能完全到達(dá)地表面。1.3.1太陽(yáng)能輻射量組成四、直散分離原理大地表面（即水平面）和太陽(yáng)能電池方陣面（傾斜面）上接收到的輻射量均符合直散分離原理，即總輻射量等于直接輻射與散輻射之和，只不過(guò)大地表面多接收到的輻射量沒(méi)有地面反射分量，而太陽(yáng)能電池方陣面上所接受到的輻射量包括地地面反射分量。1.3.2太陽(yáng)能輻射量測(cè)量任務(wù)說(shuō)明：太陽(yáng)能資源直接關(guān)系到光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。用于測(cè)量太陽(yáng)能輻射量的儀表有直接日射表、總?cè)丈浔?、地球輻射表等。通過(guò)太陽(yáng)能輻射儀表的使用，要求掌握太陽(yáng)能資源測(cè)量方法。1.3.2太陽(yáng)能輻射量測(cè)量一、總輻射表測(cè)量太陽(yáng)能總輻射表是測(cè)量太陽(yáng)能水平輻射量的方法。太陽(yáng)總輻射表為熱電效應(yīng)原理，感應(yīng)元件采用繞線電鍍式多接點(diǎn)熱電堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂層。熱接點(diǎn)在感應(yīng)面上，而冷結(jié)點(diǎn)則位于機(jī)體內(nèi)，冷熱接點(diǎn)產(chǎn)生溫差電勢(shì)。在線性范圍內(nèi)，輸出信號(hào)與太陽(yáng)輻照度成正比。為減小溫度的影響則配有溫度補(bǔ)償線路，為了防止環(huán)境對(duì)其性能的影響，則用兩層石英玻璃罩，罩是經(jīng)過(guò)精密的光學(xué)冷加工磨制而成的。1.3.2太陽(yáng)能輻射量測(cè)量一、總輻射表測(cè)量該表用來(lái)測(cè)量光譜范圍為0.3-3μm的太陽(yáng)總輻射，也可用來(lái)測(cè)量入射到斜面上的太陽(yáng)輻射，如感應(yīng)面向下可測(cè)量反射輻射，如加遮光環(huán)可測(cè)量散射輻射。因此，它可廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能利用、氣象、農(nóng)業(yè)、建筑材料老化及大氣污染等部門(mén)做太陽(yáng)輻射能量的測(cè)量。1.3.2太陽(yáng)能輻射量測(cè)量一、總輻射表測(cè)量該表應(yīng)安裝在四周空曠，感應(yīng)面以上沒(méi)有任何障礙物的地方。然后將輻射表電纜插頭正對(duì)北方，調(diào)整好水平位置，將其牢牢固定，再將總輻射表輸出電纜與記錄器相連接，即可觀測(cè)。最好將電纜牢固地固定在安裝架上，以減少斷裂或在有風(fēng)天發(fā)生間歇中斷現(xiàn)象。1.3.2太陽(yáng)能輻射量測(cè)量二、利用太陽(yáng)能光測(cè)系統(tǒng)獲取水平面太陽(yáng)輻射量測(cè)量太陽(yáng)能觀測(cè)系統(tǒng)包括：總輻射、直接輻射、散射輻射(總表+裝置)、凈全輻射、反射輻射、分光譜輻射（5塊）、輻射表專(zhuān)用電纜、輻射觀測(cè)臺(tái)架、太陽(yáng)輻射電流表、輻射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（含軟件）組成。實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射的能量動(dòng)態(tài)檢測(cè)以及太陽(yáng)光譜的分布，各光譜的能量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，認(rèn)識(shí)和了解太陽(yáng)能各要素相互關(guān)系。1.3.3太陽(yáng)能輻射量估算任務(wù)說(shuō)明：太陽(yáng)能電池方陣面太陽(yáng)能資源除了和水平面輻射量相關(guān)，還和太陽(yáng)能電池方陣支架的安裝方式、方位角等因素相關(guān)，計(jì)算方法相對(duì)較復(fù)雜，所以一般是由計(jì)算機(jī)來(lái)完成；在要求不太嚴(yán)格的情況下，可以根據(jù)維度關(guān)系采取估算的辦法。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)上，我們可以采用RETScreen仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)傾斜面電池板