水平面总辐射强度

什么是水平面总辐射强度

水平面上单位面积上的太阳辐射功率，叫做水平面总辐射强度。水平面总辐射强度包括太阳的直射辐射强度与太阳散射辐射强度。

太阳辐射强度影响光伏系统的发电量，根据工程上常用的晶体硅太阳电池的数学模型，考虑太阳辐射强度的影响，利用Visual Basic语言编程分别计算了一天和一年中的光伏电池组件的发电量，并与不考虑辐射强度影响的峰值日照时数方法计算结果进行比较。昆明地区考虑辐射强度的逐时计算结果与不考虑辐射强度的计算结果相差7.05%，光伏系统设计中必须考虑当地的太阳辐射强度分布情况。

太阳法向直射辐射强度

太阳直射辐射是指未改变照射方向，以平行光形式到达地球表面的太阳辐射。太阳直射辐射的强弱通常用直射辐射强度表示，单位为W/m2。

透过大气层的太阳直射辐射强度比大气层外的太阳常数以显著衰减，衰减程度与太阳辐射通过大气层的行程长度及大气的透明度有关。常用布及尔（Bouguer）公式计算IDN=I0PM式中IDN为与太阳直射方向垂直的平面上的太阳直射辐射强度，I0为太阳常数，P为大气透明率，m为大气质量，即行程长度与垂直通过大气行程长度之比。直射辐射强度可用直射日射计量测。

法向直射辐射强度是指在垂直于辐射方向的平面上（正对太阳的平面），单位面积上的直射辐射功率。水平面辐射强度——在水平表面上，单位面积上接收到的辐射功率。

太阳散射辐射强度

太阳散射辐射是太阳辐射通过大气时，受到大气中气体、尘埃、气溶胶等的散射作用，从天空的各个角度到达地表的一部分太阳辐射，又称天空散射辐射。太阳散射辐射强弱取决于太阳辐射的入射角、大气条件（云量、水汽、砂粒、烟尘等粒子的多少），同时也受地面反射率的影响。其随太阳高度的加大而减小；当天空的浑浊程度加大，即太阳通过的路径受到了阻挡，太阳散射辐射的程度加大；地面反射率增加，散射辐射也加大。

太阳散射辐射强度的计算公式可以表示为：

式中，Q0 为天文辐射能；f（a，b）为表示大气透明度的函数；ф（n）为表示天空晴朗程度的函数。辐射强度单位w/M²。测量辐射仪器的基本原理是将接收到的太阳辐射能以Z小的损失转化成其他形式的能量，如热能、电能，以便进行测量。

散射辐射表：由总辐射表和遮光环组成。遮光环的作用是保证从日出到日落能连续遮住太阳直接辐射。其除了能遮住太阳直接辐射和太阳周围的天空辐射之外，还整整遮住了一个环形带的天空散射，因此测量的散射辐射偏小，需要订正。

太阳总辐射强度计算

例如一个倾斜的屋顶，已知其水平面总辐射强度、水平面散射辐射强度、法向直射辐射强度怎么求总的辐射强度。主要是不知道已经有了水平面总辐射强度，为何还要告诉水平面散射辐射强度，它有什么作用。

从气象站得到的资料，均为水平面上的太阳能辐射量，需要换算成光伏阵列倾斜面的辐射量才能进行发电量的计算。对于某一倾角固定安装的光伏阵列，所接受的太阳辐射能与倾角有关，较简便的辐射量计算经验公式为：

Rβ＝S×[sin(α+β)/sinα]+D

式中：Rβ——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量

α--中午时分的太阳高度角

β--光伏阵列倾角

S ——水平面上太阳直接辐射量

D ——散射辐射量

此外，根据全国主要城市水平面上的太阳总辐射强度和散射辐射日总量，计算出全国主要城市冬季各月典型日大气透明度和水平面上的散射辐射强度与垂直于太阳光线平面上的太阳直射辐射强度之比，进而计算出全国主要城市冬季各月典型日水平面和各朝向立面各时刻的直射辐射、散射辐射和总辐射强度。