太阳直接辐射计算
太阳功率辐射密度计算公式
太阳功率辐射密度计算公式太阳能是一种清洁、可再生的能源，是人类解决能源危机和环境污染问题的重要途径之一。
太阳能的利用需要对太阳辐射进行精确的测量和计算，其中太阳功率辐射密度是一个重要的参数。
本文将介绍太阳功率辐射密度的计算公式和相关知识。
太阳功率辐射密度是指单位面积上太阳辐射的功率密度，通常以瓦特每平方米（W/m²）为单位。
它是太阳能光伏发电系统设计和评估的重要参数，也是太阳能热利用系统设计和性能评价的重要依据。
太阳功率辐射密度的计算公式如下：\[ P = S \times \eta \]其中，P为太阳功率辐射密度（W/m²），S为太阳常数，取值约为1367W/m²，是太阳辐射在地球大气层外的平均值；η为大气透过率，是地球大气对太阳辐射的吸收和散射的影响因素。
在实际应用中，大气透过率η通常采用经验公式进行估算。
根据大气透过率的不同，太阳功率辐射密度在不同地区和不同时间会有所不同。
一般来说，太阳功率辐射密度在赤道附近最大，向极地逐渐减小，同时在不同季节和不同天气条件下也会有所变化。
太阳功率辐射密度的计算公式为太阳能系统的设计和性能评价提供了重要依据。
在太阳能光伏发电系统设计中，太阳功率辐射密度的准确计算可以帮助确定光伏组件的数量和布局，优化系统的发电效率；在太阳能热利用系统设计中，太阳功率辐射密度的准确计算可以帮助确定集热器的数量和布局，优化系统的热能利用效率。
除了太阳功率辐射密度的计算公式外，还需要考虑太阳能系统的方位角、倾斜角、阴影遮挡等因素对太阳辐射的影响。
在实际工程中，通常会借助于太阳能辐射计、光伏发电系统模拟软件等工具进行太阳辐射的测量和计算，以提高太阳能系统的设计精度和性能。
总之，太阳功率辐射密度是太阳能系统设计和性能评价的重要参数，其计算公式为P = S ×η。
在实际应用中，需要考虑大气透过率、方位角、倾斜角、阴影遮挡等因素对太阳辐射的影响，借助于太阳能辐射计、光伏发电系统模拟软件等工具进行太阳辐射的测量和计算，以提高太阳能系统的设计精度和性能。
太阳能发电计算公式
太阳能发电计算公式1.直接发电：直接发电是指将太阳能转换为电能的过程，常见的方式是利用太阳能电池板（光伏板）进行光电转换。
太阳能电池板通过光伏效应将太阳光转化为电能，进而产生直流电流。
其计算公式如下：太阳能电池板的产电功率=太阳辐射能量×太阳能电池板转化效率太阳辐射能量可以通过以下公式来计算：太阳辐射能量=太阳辐射强度×太阳能电池板的面积太阳辐射强度可以根据地理位置和日期进行估算，通常使用的单位是W/平方米。
在计算太阳能电池板的面积时，需要考虑到太阳能电池板的转化效率和太阳能发电系统的设计要求。
太阳能电池板的转化效率是指太阳能转化为电能的比例，一般取决于太阳能电池板的材料和质量。
根据实际情况，转化效率通常在10%到20%之间。
2.间接发电：间接发电是指将太阳能转化为热能，然后再利用热能产生电能的过程。
常见的方式是利用太阳能热能发电系统，如太阳能热水器和太阳能蒸汽发生器。
太阳能热能发电的功率=太阳辐射能量×太阳能热能发电系统的转化效率太阳能热能发电系统的转化效率取决于使用的设备和技术，通常在20%到40%之间。
需要注意的是，太阳能发电的实际产能通常会受到多种因素的影响，主要包括太阳辐射强度、天气状况、太阳能发电系统的质量和运行状态等。
因此，在实际应用中，需要对以上公式进行合理修正和调整，以更准确地估计太阳能发电的产能。
此外，对于太阳能发电系统的设计和安装，还需要考虑到负载需求、储能设备（如电池）的选择和管理等因素，以实现系统的稳定运行和优化发电效果。
因此，在实际应用中，建议与专业设计师和工程师合作，进行详细的设计和计算，以确保太阳能发电系统的性能和可靠性。
气象学(第一章4-5节)剖析
三、太阳总辐射与太阳辐射总量
太阳总辐射（Global Solar ）：Q ＝ S′＋ D 太阳辐射总量（Total amount of solar radiation ）：单位面 积地平面，在某一时段内所接受到的太阳总辐射能。有日 总量、月总量、年总量。
（一）影响太阳总辐射照度的因素：
太阳高度角：晴空时，h⊙增大时，Q增大； 大气透明系数(P)：Q的变化取决S′和D贡献大小。一般， S′变化也快，因此，当P增大时，Q也增大。 海拔 :当海拔升高时，P增大，Q也增大。 云 ： Q一般会减少。
（二）、总辐照度的变化规律
日变化：在夜间为零，日出后逐渐增大，正午最大，午后 年变化：中、高纬度最大值在夏季，最小值在冬季。 随纬度增高减小。 随海拔高度增加而增大。
Surface net radiation ）
（一）地面净辐射（R）：单位地面积，一定时间内，辐射
（二）大气辐射（Atmospheric radiation ）与大气逆辐射：
1、 大气辐射是长波辐射：大气温度约为250K，辐射波长为
7～120um。
2、大气逆辐射（Atmospheric 称为大气逆辐射。
inverse radiation ）： 大气辐射既有向
上也有向下，其中投向地面部分因与地面辐射方向相反 ,
（二）几种下垫面的反射率
植物颜色愈深 r 愈小：苗期与裸地相似(5%～12%)，旺盛
期(20%左右），成熟期加大（2５%～28%）。
水面 r 比陆地小，但在h⊙小于10。时大于陆地。
思考题：
1、 垄作与平作？新耕地与未耕地？
2、 灌溉后土壤？
太阳的辐射出射度
太阳的辐射出射度
太阳的辐射出射度又称辐射通量密度，是指面辐射源在单位时间内从单位面积上辐射出辐射能量，且为1.98卡/厘米²·分。
太阳常数×4πr^2（r取值日地距离）得出太阳总辐射通量，太阳总辐射通量/4πr^2（r取值太阳线半径）得出太阳辐射出射度，其中4πr^2是球的表面积公式。
在单位时间内，太阳以辐射形式发射的能量称为太阳辐射功率或辐射通量，单位为瓦（W）；太阳投射到单位面积上的辐射功率（辐射通量）称为辐射度或辐照度，单位为瓦/平方米（W/m²）；该物理量通常表征的是太阳辐射的瞬时强度；而在一段时间内，太阳投射到单位面积上的辐射能量称为辐射量或辐照量，单位为千瓦时/（平方米·年（或月、日）），该物理量表征的是辐射总量，通常测量累积值。
太阳辐射强度计算公式
太阳辐射强度的计算公式可以分为直射强度和散射强度的计算。
太阳辐射直射强度的计算公式为：
I_B = I_DN * cos(i_s) = I_0 * P_1^(1/sin(α_s)) * cos(i_s)
其中，I_B是与水平面成任意夹角的斜面接受太阳辐射的直射强度(W/m2)；I_DN是太阳辐射到达地表平面时的强度(W/m2)；i_s是太阳直射光线与采光表面的法线夹角；P_1是大气通过率，又称大气透明系数，其物理意义是当太阳高度角为90度时，到达地面的大气辐射强度与大气层外表面太阳辐射之比。
对于散射强度的计算，可以使用辐射强度计算公式：I=E/A，其中I是辐射强度，E是发射的能量，A是作为单位面积收到辐射能量的面积。
另外，太阳辐射的总强度可以通过直射强度和散射强度的叠加来计算。
需要注意的是，这些公式中的参数可能会受到地理位置、时间、天气等因素的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况进行调整和修正。
地外水平面太阳辐射量的计算
地外水平面太阳辐射量的计算地外太阳辐射量是指从太阳发射到地球外大气层边缘的电磁辐射。
由于地球的公转运动，地球到太阳的距离会发生变化，因此太阳辐射量也会随之变化。
地球到太阳的平均距离为1个天文单位，即约1.496×10^8千米。
在这个距离下，每平方米面积所接收到的太阳辐射为1361瓦特/平方米。
地球到太阳的实际距离并不是始终不变的，由于地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，因此地球和太阳之间的距离也会发生变化。
当地球距离太阳最近时，即在每年的1月3日左右，距离约为1.4703亿千米；当地球距离太阳最远时，即在每年的7月4日左右，距离约为1.5207亿千米。
这两个时刻的太阳辐射量也是不同的。
当地球距离太阳最远时，每平方米面积所接收到的太阳辐射只有公转轨道上最近距离时的93.5%。
因此，这种变化会对地球的气候和环境产生一定的影响。
地球表面接收到的太阳辐射量可以通过计算大气层外太阳辐射量、大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射等因素来得到。
从地球表面向上看，太阳辐射主要分为直接辐射和散射辐射两种。
直接辐射是指太阳直接照射到地面上的辐射，它的大小与太阳高度角和大气透过率等因素有关。
当太阳高度角在90度时，太阳辐射最强；而当太阳高度角为0度时，则完全没有太阳辐射。
散射辐射是指太阳辐射经过大气层后再次被大气层散射到地面上的辐射，其大小与大气因素（如气压、温度、湿度、空气质量）和太阳高度角等因素有关，散射辐射越大，表示大气层对太阳辐射的吸收越小。
除了直接辐射和散射辐射，地球表面还会接收到来自云层、地球表面和大气层其他物体的反射辐射。
这些反射辐射对地球表面的辐射量也会产生影响，例如云层反射的辐射可以减少地表的热量。
总之，地外太阳辐射量是影响地球表面太阳辐射量的重要因素之一，在计算气候变化、能量平衡等方面都有着重要的应用价值。
太阳直接辐射计算公式
太阳直接辐射计算公式太阳直接辐射是指太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的辐射能。
要计算太阳直接辐射，那可不是一件简单的事儿，这里面涉及到不少复杂的公式和参数呢。
先来说说太阳直接辐射的影响因素吧。
比如说，太阳高度角就特别重要。
太阳高度角越大，也就是太阳越接近头顶，那直接辐射就越强。
这就好比你在大晴天抬头看太阳，中午的时候是不是觉得特别刺眼？那就是因为中午太阳高度角大，直接辐射强。
还有大气透明度，这也是个关键因素。
如果大气很干净，透明度高，太阳直接辐射就能更多地到达地面；要是大气里有很多灰尘、水汽啥的，那直接辐射就会被削弱。
下面咱们就来看看太阳直接辐射的计算公式：$S_{b}=S_{0}P^{m}sin\!h$在这个公式里，$S_{b}$表示太阳直接辐射，$S_{0}$是太阳常数，大约是 1367 瓦/平方米。
$P$是大气透明系数，$m$是大气质量，$h$是太阳高度角。
这个大气质量$m$的计算也有点麻烦呢。
它跟太阳高度角有关系，具体公式是：$m = \frac{1}{sin\!h}$大气透明系数$P$会受到天气条件、地理位置等因素的影响。
一般来说，晴朗无云的天气，$P$的值会比较大。
举个例子吧，假如在一个晴朗的夏日中午，我们所在的地方纬度是30 度，此时太阳高度角是 60 度。
我们假设大气透明系数$P$是 0.8。
首先算大气质量$m$：$m = \frac{1}{sin60°} \approx 1.15$然后把这些值代入太阳直接辐射的公式：$S_{b}= 1367×0.8^{1.15}×sin60°$经过计算，就能得出此时的太阳直接辐射值啦。
不过要注意哦，实际情况中，计算太阳直接辐射可没这么简单。
因为大气的状况是不断变化的，还有地形、建筑物的遮挡等等因素都会影响到最终接收到的太阳直接辐射。
就像我有一次去爬山，早上出发的时候太阳还不太晒，随着往上爬，太阳高度角逐渐变大，到了山顶的时候，那太阳直射下来，感觉特别热。
徐州地区太阳辐射强度的计算
徐州地区太阳辐射强度的计算 1.1 太阳辐射强度的计算基础知识 1.1.1 日地相对运动与赤纬角贯穿地球中心与南北两极相连的线称为地轴。
地球除了绕地轴自转以每天(24h)为一个周期外；同时又沿椭圆形轨道围绕太阳进行公转，运行周期约为一年。
太阳位于椭圆形的一个焦点上。
该椭圆形轨道称为黄道，在黄道平面内长半袖约为152 。
短半轴约为 ；椭圆偏心率不大，1月l 日为近日点，日地距离约 ；7月1日为远日点时 ，相差约3％。
一年中任一天的日地距离可以表示为：81.510[10.017sin(2(93)/365)]R n km π=⨯+-式中 R --- 日地距离 ；n --- 为1月1日算起，一年中的第几天 ；地球的赤道平面与黄道平面的夹角称为赤黄角，它就是地轴与黄道平面法线间的夹角，在一年中的任一时刻皆保持为23.45°。
太阳、地球的相对运动如图所示以太为中心的日-地俯视图以地球为中心的俯视图在地球上任一位置观察太阳在天空中每天的视运动是以年为周期性变化的，并取决于太阳赤纬角的大小。
赤纬角δ即正午时的太阳光与地球赤道平面间的夹角。
取赤道向北为正方向，而向南为负方向，用δ表示。
赤纬角δ从+23.45°到-23.45°变化，它导致地球表面上太阳辐射入射角的变化，使白天的长短随季节性有所不同。
在赤道地区，从太阳升起到日落的持续时间为12h。
但在较高纬度地区，不同季节其昼长就有相当大变化。
赤纬角δ是地球围绕太阳运行规律造成的，它使地球上不同的地理位置所接受到的太阳入射光线方向不同，从而形成地球上一年有四季的变化。
一年中有四个特殊日期，即：夏至、冬至、春分、秋分。
北半球夏至（6月21日或22日）阳光正射北回归线赤纬角δ=23.45°；北半球冬至（12月22日或21日），太阳光线正射南回归线，δ=-23.45°；春分（3月20日或21日）和秋分（9月22日或23日）太阳正射赤道，赤纬角都为零，地球南北半球昼夜长度相等。
太阳直接辐射计算
太阳直接辐射计算太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角，它决定了太阳光线在大气中的经过程度，高度角越大，太阳光线经过大气层的厚度越小，散射和吸收的损失就越小，从而太阳能的直接辐射也就越强。
太阳高度角的计算可以通过日出和日落时间以及地理位置的经纬度进行推算。
太阳方位角是指太阳光线与正南方向的夹角，它决定了太阳在地球表面的投射角度，从而影响到太阳能的直接辐射强度。
太阳方位角的计算可以通过太阳的时角和地理位置的经纬度进行推算。
大气透过率是指太阳光线穿过大气层时的透过能力，它受到大气层中的水汽、云层、颗粒物等多个因素的影响。
大气透过率越大，太阳能的直接辐射也就越强。
大气透过率的计算可以通过实测数据和气象模型进行估算。
太阳直接辐射的计算可以通过数学模型和计算机模拟进行，其中包括辐射传输模型、辐射平衡模型等。
辐射传输模型考虑了太阳辐射在大气层中的传输、散射和吸收等过程，以及地面反射和折射等因素，从而计算出太阳直接辐射的强度和分布。
辐射平衡模型考虑了太阳辐射的输入和地表反射、吸收、辐射等过程之间的平衡关系，从而计算出地表的能量收支和温度分布。
太阳直接辐射的计算可以通过专业的辐射测量仪器进行实测，如太阳能辐射计、太阳光辐射计等。
这些仪器可以测量太阳在不同波段的辐射强度，并通过校准和修正等方法得到太阳直接辐射的值。
同时，还可以通过气象站、气象雷达等设备获取太阳高度角、太阳方位角、大气透过率等参数的实测数据，从而进行太阳直接辐射的计算和预测。
总结起来，太阳直接辐射的计算是一项复杂的工程，需要考虑多个因素的影响，并采用数学模型和实测数据进行计算。
太阳直接辐射的计算可以帮助我们了解太阳能资源的分布和潜力，为太阳能利用的规划和设计提供科学依据。
太阳辐射度计算公式
nc = (cos β )i + (sin β )(cos γ ) j − (sin β )(sin γ )k
对于那些没有追踪功能的固定阵列，它们通常是面向正南的。垂直于阵列的单位矢量 可以简化成：
n c = (cos β )i + (sin β ) j
赤纬角
阵列的偏角
时角
照射到阵列上的光强与指向太阳的单位矢量s和垂直于阵列的单位矢量nc之间的夹角 的余弦成正比，这个量可以通过求两个矢量的标量积得到。使用上面给出的那些关系式， 这个余弦可以写成：
由于在两组坐标系中的矢量s相同，我们可以得到：
cos z = (sin δ )(sin λ ) + (cos δ )(cos λ ) cos ω
(sin z )(cos a z ) = (cos δ )(cos ω ) sin λ − (cos λ ) sin δ (sin z ) sin a z = cos δ (sin ω )
φext = 1.350kw / m 2
在一个昼夜的过程中，投射到水平安置的光伏阵列上的所有太阳辐射等于：
24 2φext ∫ cos z ⋅ dω ≡ H ext 2π 0
ωss
使用前面提到的cos z的计算式，可以积分得到：
H ext =
24
π
φext cos δ cos λ [sin ω ss − ω ss cos ω ss ]
光伏太阳能系统——太阳光源
太阳辐射几何学 根据地球自转和围绕太阳公转的日常以及季节性变化，我们推导了在任意朝向的光伏 阵列上的太阳辐射强度计算方法。为了介绍这个计算方法，需要引入两组描述太阳和地球 相对位置的坐标系。 第一组给出太阳相对于固定在地球上的坐标系的位置，坐标系的一个轴指向天顶，另 一个与之正交的轴指向地平线，即下图中的i, j坐标系，称为地平坐标系。 另一组坐标系也固定在地表的同一个位置，但是一个轴指向极点，即北天极，另一个 与之正交的轴则指向与赤道平行的方向，即下图中的I, J坐标系，称为时角坐标系。
地外水平面太阳辐射量的计算
地外水平面太阳辐射量的计算
地外水平面太阳辐射量的计算是一种重要的气象学计算，用于研
究太阳辐射的作用和影响。
该计算基于太阳高度角和太阳方位角的变化，公式为：
E = S * sin(θ)
其中，E表示地外水平面太阳辐射量，S表示太阳辐射能通量密度，θ表示太阳高度角。
太阳高度角和太阳方位角的计算需要考虑地球日运动以及地球自
转等因素。
高精度的计算需要使用天文学公式和地球物理学参数，如
地球自转速度、地球半径等。
通过计算地外水平面太阳辐射量，可以更准确地预测气象变化和
气候变化，为农业生产、城市规划、能源开发等领域提供参考依据。
太阳能计算简易公式
太阳能计算简易公式
太阳能是一种可再生的能源，可以通过太阳能电池板将太阳辐射转化为电能。
太阳能的计算可通过以下简易公式进行：
1.太阳能辐射量（E）的计算公式：
E=I*A*t*PR
其中
E表示太阳能辐射量，单位为千瓦时（kWh）；
I表示太阳能辐射强度，单位为千瓦每平方米（kW/m²）；
A表示太阳能电池板的面积，单位为平方米（m²）；
t表示太阳能辐射时间，单位为小时（h）；
PR表示太阳能电池板的性能比例，即太阳能电池板的实际输出与理论输出之比，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能电池板在一定时间内接收到的太阳辐射总量。
2.太阳能电池板输出电能（P）的计算公式：
P=E*CR
其中
P表示太阳能电池板的输出电能，单位为千瓦时（kWh）；
E表示太阳能辐射量，单位为千瓦时（kWh）；
CR表示太阳能电池板的转化效率，即太阳能电池板将太阳辐射转化为电能的比例，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能电池板在一定时间内实际输出的电能。
3.太阳能系统总收益（TAR）的计算公式：
TAR=P*RF
其中
TAR表示太阳能系统的总收益，单位为千瓦时（kWh）；
P表示太阳能电池板的输出电能，单位为千瓦时（kWh）；
RF表示太阳能系统的回馈比例，即太阳能系统实际输出电能与总需求电能之比，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能系统在一定时间内的总收益。
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为日照百分率，P为薄云指数，它的数值为P= S1+ nt -1，表示总云量中能够透射的那一部分能量值。
考虑地面反射率A时：考虑地面反射率后的理想大气总辐射Qa与A=0.0时的理想大气总辐射Qi成正比,其比值K 可由下式确定：因此考虑地面反射后的计算散射辐射的一般公式为这里Qa=KQi。
太阳辐射度计算公式
晴朗指数 晴朗指数 K T 是一个经验参数，可以根据在某一固定位置测量得到的日照强度计算得 到。它的定义是地表水平面上的月平均日太阳辐射量与大气层外界水平面上的月平均日太 阳辐射量之比值。
K T = H / H ext
下表是一些不同地点的晴朗指数随月份的变化。
这个余弦当然是太阳时角的函数，或者说是一日当中的时间的函数。
将这个余弦函数对时间积分，从日出积分到日落，可得：
H ext ( β ) =
24
π
' ' ' ] φext cos δ cos(λ − β )[sin ωss − ωss cos ω ss
在此， 我们假设日落时分的太阳方位角与光伏阵列平行， 即假设cos(nc,s) = cos 90 = 0， 因而有：
hr?h其中??hd???hd??1cos??1?cos?1????r??r???????b???????h???h??2??2?这两个表达式中的前一个表示倾斜放置的光伏阵列上的月平均日辐射总量可以用倾斜布置的光伏阵列上的月平均日辐射总量和一个因子r相乘得到
光伏太阳能系统——太阳光源
太阳辐射几何学 根据地球自转和围绕太阳公转的日常以及季节性变化，我们推导了在任意朝向的光伏 阵列上的太阳辐射强度计算方法。为了介绍这个计算方法，需要引入两组描述太阳和地球 相对位置的坐标系。 第一组给出太阳相对于固定在地球上的坐标系的位置，坐标系的一个轴指向天顶，另 一个与之正交的轴指向地平线，即下图中的i, j坐标系，称为地平坐标系。 另一组坐标系也固定在地表的同一个位置，但是一个轴指向极点，即北天极，另一个 与之正交的轴则指向与赤道平行的方向，即下图中的I, J坐标系，称为时角坐标系。
太阳辐射纬度计算公式
太阳辐射纬度计算公式太阳辐射是指太阳能在地球大气层内传播的过程中，通过辐射方式向地球表面输送热量的过程。
太阳辐射对地球上的气候、农业和环境等方面都有着重要的影响。
而太阳辐射的强度在不同的地方是不同的，这就需要通过一定的计算公式来进行计算。
其中，太阳辐射纬度计算公式是一种常用的计算方法，可以帮助我们了解不同地区太阳辐射的情况。
太阳辐射纬度计算公式是由太阳辐射强度和地球纬度两个因素来决定的。
太阳辐射强度是指单位面积上接收到的太阳辐射能量，通常以瓦特/平方米（W/m2）来表示。
地球纬度则是指地球上某一点与赤道之间的夹角，通常以度数来表示。
太阳辐射纬度计算公式可以用来计算在不同纬度地区的太阳辐射强度，从而帮助我们了解不同地区的太阳辐射情况。
太阳辐射纬度计算公式的具体表达式如下：I = I0 cos(θ)。
其中，I表示在某一地点的太阳辐射强度，单位为瓦特/平方米；I0表示在地球大气层外的太阳辐射强度，通常为1367瓦特/平方米；θ表示地球上某一点的太阳天顶角，即太阳光线与垂直地面的夹角。
通过这个公式，我们可以看出太阳辐射强度与地球纬度和太阳天顶角之间存在着一定的关系。
当地球纬度越高时，太阳辐射强度会越小；而太阳天顶角越大时，太阳辐射强度也会越小。
这就意味着在地球极地附近，太阳辐射强度会比赤道地区要小很多；而在太阳天顶角较大的时候，比如清晨和傍晚，太阳辐射强度也会较小。
通过太阳辐射纬度计算公式，我们可以对不同地区的太阳辐射强度进行比较和分析。
这对于农业生产、太阳能利用以及气候变化等方面都有着重要的意义。
在农业生产中，太阳辐射强度的大小会影响作物的生长和收获，因此需要根据不同地区的太阳辐射情况来选择合适的作物种植方式和时间；而在太阳能利用方面，太阳辐射强度的大小则直接影响着太阳能电池板的发电效率，因此需要根据不同地区的太阳辐射情况来选择合适的太阳能利用方式和设备。
除此之外，太阳辐射纬度计算公式还可以帮助我们更好地理解气候变化的影响。
太阳总辐射公式 净全辐射 散射辐射 直接辐射 反射辐射
太阳总辐射公式是P=4πR²σT⁴，其中P代表太阳总辐射能量，R是太阳到地球的距离，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，T是太阳的表面温度。
净全辐射是研究地球热量收支状况的主要资料。
净全辐射为正表示地表增热，即地表接收到的辐射大于发射的辐射；净全辐射为负表示地表损失热量。
净全辐射用净全辐射表测量。
散射辐射是指来自太阳直射部分遮蔽后测得的辐射，也称为天空辐射。
直接辐射则是指太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的辐射，可以用太阳直接辐射表测量。
反射辐射是指物体表面受到辐射能量的照射后，将一部分能量反射出去的现象。
反射性辐射在日常生活中非常常见，如我们站在阳光下感受到的光亮就是太阳光的反射辐射。
反射辐射的发生与物体的表面性质有关，如物体的光亮程度、平滑度、颜色等。
反射辐射在光学仪器、建筑和能源领域等方面有广泛的应用。
总的来说，太阳总辐射是由直接辐射和散射辐射组成的，而地表接收到的太阳辐射能量与反射辐射、散射辐射等因素共同影响着地球的热量收支状况。
太阳辐射模型
太阳辐射模型直接辐射：A*sina*p^mp=exp(-k*l)，l为大气层厚度间接辐射：A*C*sina*(1-p^m)；A*C*p^m一、大气透明度tb=exp(-B/sina)=p^(1/sina)=p^m，取值范围为0到ptd=0.5*(1-p^m)/(1-1.4lnp)，当太阳高度角为0度，td为0.25，90度时，td=0.25*(1-p)二、直接辐射和散射辐射1、Ashare模型水平总辐射：It=(C+sina)*Idn=Idn*sina+Idh，其中Ids为天空散射，C与月份有关的常数，A太阳常数直接辐射：Idn=A*p^m散射辐射：Idh=C*Idn=A*C*p^m，其中C为散射系数0.057-0.136，a为太阳高度，B为大气消光系数，取值0.142-0.205倾斜面散射：Ids=Idh*Fs=0.5*Idh*(1+cosS)，其中Fs=1-Fg，Fg=0.5*(1-cosS)，S为倾斜面与水平面的夹角地面反射：Idg=ρ*Fg*It，其中ρ为地面反射系数Ashare晴天模型《北京地区晴天太阳辐射模型初探》，《北京晴天太阳辐射模型与ASHRAE模型的比较》A=1361*(1+0.0334*cos(2*pi*(n-3)/365));B=0.2051-4.05369*10^(-4)*N;C=0.07876-4.2177*10^(-4)*N，N为从1月1日的积日《太阳辐射强度模型的建立及验证》2、Hottel模型（1976年），《呼和浩特地区太阳辐射模型分析》Hottel模型，太阳高度角a直射透过比：tb=Gon/E0/sina=a0+a1*exp(-k/sina)，k为能见度为23km的大气常数海拔小于2.5km，修正a0、a1和k值假设r0=0.95;r1=0.98;r2=1.02;a0=a01*r0=r0*(0.4237-0.00821*(6-h)^2);a1=a11*r1=r1*(0.5055-0.00595*(6.5-h)^2);k=k1*r2=r2*(0.2711-0.01858*(2.5-h)^2)散射辐射透过比：td=0.271-0.293tb;G=E0*sina*(tb+td);假设h=0.41kma0=0.1597，a1=0.2798，k=0.1945tb=a0+a1*exp(-k./sind(H))=0.1597+0.2798*0.8232^m;td=0.271-0.293*tb=0.2711-0.293*(a0+a1*exp(-k/sina))=0.2243-0.082*0.8232^(1/sina)m=[1:0.5:6];tb=0.1597+0.2798*0.8232.^m;td=0.2711-0.293*tb;cftool(m,td)3、其他模型Kreith和Kreider提出了一个在晴朗无云条件下大气透明度系数的经验方程直射透明度系数：tb=0.56*k1*(exp(-0.56*m)+exp(-0.096*m))，k1取值0.8-0.9，最大值0.8286*k1=0.746（90度时）tb=0.56*k1*(0.5712^m+0.9085^m)=k1*[0.2445+0.8378*0.6 939^m]，拟合区间为m=1-6。
太阳能辐射量及重要公式及数据
1.基本计算公式：
1）倾斜面上太阳总辐射计算:
R& = S X [sinfa + (3)/siiia] + D
式中：R p——倾斜光伏阵列面上的太阳能总辐射量
S ——水平面上太阳直接辐射量
D——散射辐射量a——中午时分的太阳高度角6——光伏阵列倾角2）单位面积太阳能电池板发电量计算: g = x q x io3
° 3600 |
其中：g为单位面积电池电池板发电量，kW・h/m2 ,
Eq为各月平均辐射量，MJ/m2
n为太阳组件发电效率
3）并网光伏发电系统的总效率n=n1x n2
%为光伏阵列效率，根据查阅的相关资料及经验
n2为逆变器的转换效率，根据逆变器参数资料2.重要数据
A）日平均总辐射量单位KWh/rf/d
B）倾斜光伏方针面上的太阳能总辐射量计算KWh/tf
C）全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量。
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太阳直接辐射计算导则1 围本标准给出了太阳直接辐射计算的基本原则，不同条件下的计算方法和适用围，以及对计算结果的检验要求。
本标准适用于水平面直接辐射和法向直接辐射的计算。
2 规性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 33698—2017 太阳能资源测量直接辐射GB/T 34325—2017 太阳能资源数据准确性评判方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1直接辐射 direct radiation从日面及其周围一小立体角发出的辐射。
[GB/T 31163—2014，定义5.11]注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5°，因此，它包括日面周围的部分散射辐射，即环日辐射。
3.2法向直接辐射direct normal radiation与太线垂直的平面上接收到的直接辐射。
注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳出射的角度而定义，法向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。
[GB/T 31163—2014，定义5.12]3.3水平面直接辐射direct horizontal radiation水平面上接收到的直接辐射。
[GB/T 31163—2014，定义5.13]3.4散射辐射diffuse radiation；scattering radiation太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。
[GB/T 31163—2014，定义5.14]3.5[水平面]总辐射global [horizontal] radiation水平面从上方2π立体角（半球）围接收到的直接辐射和散射辐射之和。
注：改写GB/T 31163—2014，定义5.15。
3.6地外太阳辐射extraterrestrial solar radiation地球大气层外的太阳辐射。
[GB/T 31163—2014，定义5.3]3.7辐照度 irradiance物体在单位时间、单位面积上接收到的辐射能。
注：单位为瓦每平方米（W/m2）。
[GB/T 31163—2014，定义6.3]3.8辐照量irradiation曝辐量radiance exposure在给定时间段辐照度的积分总量。
注1：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。
注2：1 kWh/m2=3.6 MJ/m2；1MJ/m2≈ 0.28 kWh/m2。
注3：改写GB/T 31163—2014，定义6.5。
3.9法向直接辐照度direct normal irradiance与太线垂直的平面上单位时间、单位面积上接收到的直接辐射能。
注：单位为瓦每平方米（W/m2）。
3.10法向直接辐照量direct normal irradiation在给定时间段法向直接辐照度的积分总量。
注：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。
3.11水平面直接辐照度direct horizontal irradiance水平面上单位时间、单位面积上接收到的直接辐射能。
注：单位为瓦每平方米（W/m2）。
3.12水平面直接辐照量direct horizontal irradiation在给定时间段水平面直接辐照度的积分总量。
注：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。
3.13[水平面]散射辐照度diffuse horizontal irradiance；scattered horizontal irradiance 水平面从上方2π立体角（半球）围单位时间、单位面积上接收到的散射辐射能。
注：单位为瓦每平方米（W/m2）。
3.14[水平面]散射辐照量 diffuse horizontal irradiation；scattered horizontal irradiation 在给定时间段水平面散射辐照度的积分总量。
注：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。
3.15[水平面]总辐照度global [horizontal] irradiance水平面从上方2π立体角（半球）围单位时间、单位面积上接收到的总辐射能。
注：单位为瓦每平方米（W/m2）。
3.16[水平面]总辐照量global [horizontal] irradiation在给定时间段水平面总辐照度的积分总量。
注：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。
3.17地外法向太阳辐照度extraterrestrial normal solar irradiance地球大气层外与太线垂直的平面上单位时间、单位面积上接收到的太阳辐射能。
注：单位为瓦每平方米（W/m2）。
3.18地外法向太阳辐照量extraterrestrial normal solar irradiation在给定时间段地外法向太阳辐照度的积分总量。
注：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。
3.19地外水平面太阳辐照度extraterrestrial horizontal solar irradiance地球大气层外水平面从上方2π立体角（半球）围单位时间、单位面积上接收到的太阳辐射能。
注：单位为瓦每平方米（W/m2）。
3.20地外水平面太阳辐照量extraterrestrial horizontal solar irradiation在给定时间段地外水平面太阳辐照度的积分总量。
注：单位为兆焦每平方米（MJ/m2）或千瓦时每平方米（kWh/m2）。
3.21日照时数sunshine durationH在一给定时间，太阳直接辐照度达到或超过120 W/m2的各段时间总和。
注：单位为小时（h）。
3.22可照时数duration of possible sunshineH0在无任何遮蔽条件下，太阳中心从某地地平线到进入西方地平线，其光线照射到地面所经历的时间。
注1：可照时数完全决定于当地的地理纬度和日期。
注2：可照时数的基本计量时间段为日，月和年的可照时数以日值进行累计，单位为小时（h）。
注3：改写GB/T 31163—2014，定义6.13。
3.23日照百分率sunshine percentages日照时数占可照时数的百分比。
[GB/T 31163—2014，定义6.14]注：以百分号（%）表示。
3.24晴空指数clearness indexk T总辐射与地外水平面太阳辐射的比值。
3.25直散分离decomposed global radiation into direct horizontal radiation and diffuse radiation采用某种方法将总辐射分解为水平面直接辐射和散射辐射的过程。
3.26太阳常数solar constantE0大气层外日地平均距离处单位时间通过与太阳辐射束垂直的单位平面上的太阳辐射通量。
注：太阳常数并非严格的物理常数，世界气象组织1981年发布的太阳常数为1367 W/m2±7 W/m2，QX/T 368—2016给出的太阳常数是1366.1 W/m2。
3.27透射比transmittance面元透射的辐射通量与入射到面元的辐射通量之比。
[GB/T 31163—2014，定义4.10]4 符号下列符号适用于本文件。
DHI：某时刻的瞬时水平面直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
DHI：某一段时间的平均水平面直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
DHR：某一段时间的水平面直接辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2）。
DIF：某时刻的瞬时水平面散射辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
DIF：某一段时间的平均水平面散射辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
DIFR：某一段时间的水平面散射辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2）。
DNI：某时刻的瞬时法向直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
DNI：某一段时间的平均法向直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
DNR：某一段时间的法向直接辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2）。
EDNI：某时刻的地外法向太阳辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2），计算方法参见附录A。
EDNR：某一段时间的地外法向太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2），计算方法参见附录A。
EHI：某时刻的瞬时地外水平面太阳辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2），计算方法参见附录A。
EHR：某一段时间的地外水平面太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2），计算方法参见附录A。
EHR：日地外水平面太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2），计算方法参见附录A。
dEHR：小时地外水平面太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2），计算方法参见附录A。
hGHI：某时刻的瞬时水平面总辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
GHI：某一段时间的平均水平面总辐照度，单位为瓦每平方米（W/m2）。
GHR：某一段时间的水平面总辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m2）。
MAE：绝对误差。
MRE：相对误差。
RMSE：均方根误差。
R：相关系数。
5 计算方法5.1 基本原则有法向直接辐射观测数据时，按照附录B中式（B.1）计算某一时刻的水平面直接辐照度。
在缺少直接辐射实测数据时，根据应用需求和相关实测数据的情况，选择合适的计算方法，在满足需求的前提下，尽可能降低计算误差。
5.2 具备太阳辐射实测数据时的计算方法5.2.1 具备总辐射和散射辐射实测数据时的计算方法5.2.1.1 基本思路根据总辐射、散射辐射和水平面直接辐射之间的物理关系，计算水平面直接辐射和法向直接辐射。
5.2.1.2 使用要求只有在总辐射和散射辐射的实测数据具备分钟或小时值时，才能用于计算DNI和DNR；如果总辐射和散射辐射的实测数据仅有日值、月值或年值，只能用于计算DHI和DHR，不能用于计算DNI 和DNR。
5.2.1.3 DHI计算方法= (1)DHI-DIFGHI= (2)DHI-DIFGHI5.2.1.4 DNI计算方法按照附录B计算DNI或DNI，其中DHI基于式(1)计算得到，DHI基于式(2)计算得到。
5.2.1.5 DHR和DNR计算方法按照附录B中式（B.2）计算DHR，其中DHI基于式(1)计算得到，DHI基于式(2)计算得到；按照附录B中式（B.3）计算DNR，其中DNI或DNI基于5.2.1.4计算得到。
5.2.2 具备总辐射实测数据时的计算方法5.2.2.1 基本思路将总辐射进行直散分离，得到散射辐射，进而计算水平面直接辐射和法向直接辐射。