辐照度测量与评估(光伏电站)
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上图为Kipp&Zonen April 1, 2020 CMP系列的辐射表的9 光
光伏领域的辐照度测量
➢要辐已什射P建V么方板发测向视电量安系野设装统宽备。需，根朝据向安接装受地尽点可和能成多本的预太算阳状
况，可选某固定角度安装，也可使用单轴或
双轴追踪系统，该系统能随着太阳转动。光
伏组件的性能大多是通过商用太阳能模拟器
接由7地地1保%球的障主氢了要、地6射的02地照球M能7球度上%W量的大约生/源m氦气为命于2 和层1的太.32外存阳7%的k在，的W接和它其/受m繁直他2到衍接物的。或质辐太者构成间阳
。太3 阳中心的温度高达1600万度，其中心的
April 1, 2020
3
太阳辐射简介
太阳辐射在穿过大气层时一部分为大气
直接比较。他们在技术上各自独立，可单独
用于任何类型的太阳能热发电或者光伏发电
系统，因此是理想的太阳能研究和站点前期
评估的解决方案。然而下一步即是扩展为一
套完整的太阳能对于监具有测双轴站跟踪系，统的其光伏由发电测K试ip系p统 zonen公司 生产的SOLYS2或者2AP太阳追踪器上装配CMP 还可以配一个斜面CMP 总辐射表，以测量
垂直入射到光伏阵列上太阳总辐射，见左图
系列总辐射表（测量当地海平面的总辐射）
April 1, 2020
11
余弦响应
➢定探义测器对光以不同的方向入射的响应叫做
光的斜入射响应或余弦响应。具体地说，当
光线以倾斜方向照射探测器时，光电流输出
应当符合余弦法则，即这时的照度应等于光
线垂直入E射时的法对线于照理度想与的入探射测角器余，弦如的左乘
测定的，在指定的标准测试环境下所模拟，
会严重高估其性能。在现实环境中由于条件
欠佳，其实际的工作性能也会降低。无论环
境状态如何，日射强度计都会对有效太阳辐
射给出精确的测量数据。因此，除了水平放
April 1, 2020
10
光伏领域的辐照度测量
➢前做波气太期辐象如阳评射站前能估网表所研需的、述究要数卫，预怎据星W或么可、MO在太/I全阳SO世辐型界射总范预辐围测射内算表与法和来的地自数面于据长
太阳辐射简介
在新能源领域，无论是光伏，还是光热系
统，精确与可靠的太阳辐射数据变得越来越
重要，成为研究开发、产品质量控制、确定
April 1, 2020
6
光伏领域的辐照度测量
图➢介辐绍和对射卫于类星科型所学提研供究的和分投辨资率来和说精，确能度量都分不布够高地 。由于各地的微气候存在差异，仅相隔数百 公里的两个地方，其年太阳能日照时数就可 能相差几百个小时。在特定地区进行一整年 的连续测量，才能获得真正有利用价值的当 地太阳能能量数据。不同光伏发电技术间的 效阳要备测注量辐率。：波射差太针 段别性阳对范价是辐光围比比射伏默较来测领认小说量域为的的，的2误，精8辐差确所0 照～会测以度4对量对0测投显于00量资得有n，m造非意.所成常义指巨有的的大必太 的影响。 April 1, 2020 高质量的太阳辐射测量数据可以7最
积。但是，由于探图测所器示表，面入的射反光射线作会用遵以循及
固定探测器部探件的纯遮余挡弦，响在应光；线即入当射一角束大入时 ， 会 反射 和 探测能量吸收平面 遮测挡 掉射一光部线分E与光探线测，面从成而θ使i夹光角电 流小wk.baidu.com上面所器说的入正射确，值能。被为探了测修器正吸这收一的误 差，通常外加一个能用量均为匀E*漫co射s 材(θ料i).但制往成往的由余
的气体组分、水汽、云等反射、散射和吸收
。到达地面的太阳辐射一部分部分被反射，
April 1, 2020
4
太阳辐射简介
备注：在气象学上，我们广 义定义达到地球表面辐射的 远近红外波段的临界点为 4000nm，而不是通常我们光 伏组件测量领域所说的
来自于太阳和天空，到达地球表 1100nm。 面的辐 射 分 为 短 波 辐 射 （ 波 长 范 围 ： 280 ～ 4000nm，即4μm）和长波辐射（波长范围 ： 4.0 April 1, 2020 ～40μm，即远红外线）。其中短5波
辐照度测量与评估介绍（光伏电站）
目录
一．太阳辐射简介 二．光伏领域的辐照度测量 三．余弦响应 四．辐照度监控的意义 五．兆瓦级光伏电站运行环境监控 六．光伏电站环境监控的意义
2
April 1, 2020
2
太阳辐射简介
~1.37kW/m2
60MW/m
2
太阳表面类似于一个5800K
的黑体，辐射出射度约为
弦校正器。 April 1, 2020
于相关部件的遮挡影响，12
余弦响应
➢辐照度探测 器辐介照绍度探测器按照功能性原理来分，可以分 为以下四类：
热电堆式探测器（Pyranometer、
Pyrheliometer、Pyrgeometer）
光声探测器
光电探测器
•光电发射型（Standard crystalline silicon
PV cell）
•半导体型（UV radiation meter、
Spectrometer）
April 1, 2020
13
余弦响应
➢余弦校正因 子k
Correction k Vs
Incident angle of
Pyranometer
April 1, 2020
Typical empirical relationship illustrating the influence of solar angle-of-incidence in reducing a module’s short-circuitcurrent. Results were measured at Sandia National Laboratories for four different module manufacturers. The effect is dominated by the reflectance characteristics of the glass surface.
光伏领域的辐照度测量
总辐射度： 直接辐射度 漫散辐射度
G W/m2
：S W/m2
：H W/m2
太阳辐射是利用具有水平光
谱反应的热电堆型辐射表进行测
量的。仪器的类型、性能、校准
方法在WMO（世界气象组织）
April 1, 2020
8
光伏领域的辐照度测量
➢辐照度表 的光谱响应
光伏晶体硅组件基本上仅对光谱的红外线 部分和可见光部分具有高敏感度 ，即4001100nm，略过可见光有一个峰值；其对紫 外线具有微弱的敏感度，对长波辐射不具敏 感度。
光伏领域的辐照度测量
➢要辐已什射P建V么方板发测向视电量安系野设装统宽备。需，根朝据向安接装受地尽点可和能成多本的预太算阳状
况，可选某固定角度安装，也可使用单轴或
双轴追踪系统，该系统能随着太阳转动。光
伏组件的性能大多是通过商用太阳能模拟器
接由7地地1保%球的障主氢了要、地6射的02地照球M能7球度上%W量的大约生/源m氦气为命于2 和层1的太.32外存阳7%的k在，的W接和它其/受m繁直他2到衍接物的。或质辐太者构成间阳
。太3 阳中心的温度高达1600万度，其中心的
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太阳辐射简介
太阳辐射在穿过大气层时一部分为大气
直接比较。他们在技术上各自独立，可单独
用于任何类型的太阳能热发电或者光伏发电
系统，因此是理想的太阳能研究和站点前期
评估的解决方案。然而下一步即是扩展为一
套完整的太阳能对于监具有测双轴站跟踪系，统的其光伏由发电测K试ip系p统 zonen公司 生产的SOLYS2或者2AP太阳追踪器上装配CMP 还可以配一个斜面CMP 总辐射表，以测量
垂直入射到光伏阵列上太阳总辐射，见左图
系列总辐射表（测量当地海平面的总辐射）
April 1, 2020
11
余弦响应
➢定探义测器对光以不同的方向入射的响应叫做
光的斜入射响应或余弦响应。具体地说，当
光线以倾斜方向照射探测器时，光电流输出
应当符合余弦法则，即这时的照度应等于光
线垂直入E射时的法对线于照理度想与的入探射测角器余，弦如的左乘
测定的，在指定的标准测试环境下所模拟，
会严重高估其性能。在现实环境中由于条件
欠佳，其实际的工作性能也会降低。无论环
境状态如何，日射强度计都会对有效太阳辐
射给出精确的测量数据。因此，除了水平放
April 1, 2020
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光伏领域的辐照度测量
➢前做波气太期辐象如阳评射站前能估网表所研需的、述究要数卫，预怎据星W或么可、MO在太/I全阳SO世辐型界射总范预辐围测射内算表与法和来的地自数面于据长
太阳辐射简介
在新能源领域，无论是光伏，还是光热系
统，精确与可靠的太阳辐射数据变得越来越
重要，成为研究开发、产品质量控制、确定
April 1, 2020
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光伏领域的辐照度测量
图➢介辐绍和对射卫于类星科型所学提研供究的和分投辨资率来和说精，确能度量都分不布够高地 。由于各地的微气候存在差异，仅相隔数百 公里的两个地方，其年太阳能日照时数就可 能相差几百个小时。在特定地区进行一整年 的连续测量，才能获得真正有利用价值的当 地太阳能能量数据。不同光伏发电技术间的 效阳要备测注量辐率。：波射差太针 段别性阳对范价是辐光围比比射伏默较来测领认小说量域为的的，的2误，精8辐差确所0 照～会测以度4对量对0测投显于00量资得有n，m造非意.所成常义指巨有的的大必太 的影响。 April 1, 2020 高质量的太阳辐射测量数据可以7最
积。但是，由于探图测所器示表，面入的射反光射线作会用遵以循及
固定探测器部探件的纯遮余挡弦，响在应光；线即入当射一角束大入时 ， 会 反射 和 探测能量吸收平面 遮测挡 掉射一光部线分E与光探线测，面从成而θ使i夹光角电 流小wk.baidu.com上面所器说的入正射确，值能。被为探了测修器正吸这收一的误 差，通常外加一个能用量均为匀E*漫co射s 材(θ料i).但制往成往的由余
的气体组分、水汽、云等反射、散射和吸收
。到达地面的太阳辐射一部分部分被反射，
April 1, 2020
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太阳辐射简介
备注：在气象学上，我们广 义定义达到地球表面辐射的 远近红外波段的临界点为 4000nm，而不是通常我们光 伏组件测量领域所说的
来自于太阳和天空，到达地球表 1100nm。 面的辐 射 分 为 短 波 辐 射 （ 波 长 范 围 ： 280 ～ 4000nm，即4μm）和长波辐射（波长范围 ： 4.0 April 1, 2020 ～40μm，即远红外线）。其中短5波
辐照度测量与评估介绍（光伏电站）
目录
一．太阳辐射简介 二．光伏领域的辐照度测量 三．余弦响应 四．辐照度监控的意义 五．兆瓦级光伏电站运行环境监控 六．光伏电站环境监控的意义
2
April 1, 2020
2
太阳辐射简介
~1.37kW/m2
60MW/m
2
太阳表面类似于一个5800K
的黑体，辐射出射度约为
弦校正器。 April 1, 2020
于相关部件的遮挡影响，12
余弦响应
➢辐照度探测 器辐介照绍度探测器按照功能性原理来分，可以分 为以下四类：
热电堆式探测器（Pyranometer、
Pyrheliometer、Pyrgeometer）
光声探测器
光电探测器
•光电发射型（Standard crystalline silicon
PV cell）
•半导体型（UV radiation meter、
Spectrometer）
April 1, 2020
13
余弦响应
➢余弦校正因 子k
Correction k Vs
Incident angle of
Pyranometer
April 1, 2020
Typical empirical relationship illustrating the influence of solar angle-of-incidence in reducing a module’s short-circuitcurrent. Results were measured at Sandia National Laboratories for four different module manufacturers. The effect is dominated by the reflectance characteristics of the glass surface.
光伏领域的辐照度测量
总辐射度： 直接辐射度 漫散辐射度
G W/m2
：S W/m2
：H W/m2
太阳辐射是利用具有水平光
谱反应的热电堆型辐射表进行测
量的。仪器的类型、性能、校准
方法在WMO（世界气象组织）
April 1, 2020
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光伏领域的辐照度测量
➢辐照度表 的光谱响应
光伏晶体硅组件基本上仅对光谱的红外线 部分和可见光部分具有高敏感度 ，即4001100nm，略过可见光有一个峰值；其对紫 外线具有微弱的敏感度，对长波辐射不具敏 感度。