太阳辐射光谱

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2020年1月9日4时25分
第二章 太阳能
太阳高度角(solar altitude angle)：
太阳高度角是太阳光线与地表水平面之间的最 小夹角，在0°～90°之间变化。太阳高度角愈小， 等量的太阳辐射能光束所散布的面积愈大，地表单位 面积上所获得太阳辐射能就愈少。
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太阳常数值并不是恒定不变的，它随着太阳活动 变化而发生变化：随太阳黑子(sunspot)数增加而增大， 随太阳黑子数减少而减小。但变化很小，其值在 1325W·m-2～1457W·m-2之间。我国采用的太阳常数 值为1382 W·m-2 。
由于太阳辐射通过大气层到达地面时，能量总是 要减弱，所以在地面上测得的太阳辐射强度总是小于 太阳常数。
第二章 太阳能
2.1 太阳能资源 2.2 太阳能量的衰减 2.3 地表太阳能量的分布 2.4 日射诸量 2.5 太阳光频谱 2.6 各种太阳电池的分光感度特性 2.7 太阳电池的应用
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第二章 太阳能
2.1 太阳能资源
(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地 或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利
(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁 的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极 其宝贵的。
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第二章 太阳能
(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于 130万亿吨标煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能
(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮 量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从 这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。
垂直的地表面用AM1表示，即太阳高度角h=90°；
当h= 41.8 °时，AM=1.5，是典型晴天太阳光照射到一般 地面的情况，辐射总量为1000W/m2，常用于太阳电池和 组件效率测试时的标准。
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第二章 太阳能
测试太阳电池和组件效率时的标准大气条件：
第二章 太阳能
根据各地接受太阳总辐射量的多少，可将全国划 分为五类地区。
一类地区：
为我国太阳能资源最丰富的地区，年太阳辐射总量 6680～8400 MJ/㎡，相当于日辐射量5.1～6.4KWh/㎡。 这些地区包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部 和西藏西部等地。尤以西藏西部最为丰富，最高达2333 KWh/㎡（日辐射量6.4KWh/㎡），居世界第二位，仅次 于撒哈拉大沙漠。
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第二章 太阳能
二类地区
为我国太阳能资源较丰富地区，年太阳辐射总量为 5850-6680 MJ/m2，相当于日辐射量4.5～5.1KWh/㎡。这 些地区包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南 部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。
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第二章 太阳能
五类地区
主要包括四川、贵州两省，是我国太阳能资源最少 的地区，年太阳辐射总量3350～4200 MJ/㎡，相当于日 辐射量只有2.5～3.2KWh/㎡。
从全国来看，我国是太阳能资源相当丰富的国家，绝 大多数地区年平均日辐射量在4 kWh/㎡以上，西藏最高达 7 kWh/㎡。
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2.2 太阳能量的衰减
太阳常数(solar constant ）： 在地球大气上界，日地平均距离(约为
1.496×108km)处，与太阳光垂直的平面上，单 位面积的太阳辐射强度称为太阳常数。
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第二章 太阳能 大气质量：
是用来定量地表示大气的厚度的单位，用AM表示。
AM=1/sinh ( h 为太阳高度角)
大气质量实际上是光线通过大气层的实际路程与 最短路程之比。
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第二章 太阳能
大气圈外用AM0表示，即当太阳辐射强度为太阳常数时， ＡＭ0光谱适合于人造卫星和宇宙飞船上的情况 ；
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第二章 太阳能
不足：
⑴能量密度低、稳定性差。
虽然到达整个地面太阳能非常巨大，但这种能量非常 分散，作为能源，它的密度太低了。因此，太阳能的利用 装置必须具有相当大的面积，才能收集到足够的功率。
但是，面积大，造价就会高。只有当采集能量装置表 面的单位造价相当便宜时，才能经济合算的使用这太阳能 利用器。
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第二章 太阳能
⑵太阳能受气候、昼夜的影响 太阳能受气候、昼夜的影响很大，到达极不恒定。因
此必须有贮存装置，这不仅增加了技术上的困难，也使造 价增加。目前虽然已经制成多种贮存系统，但总是不够理 想，具体应用也有一定困难。
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第二章 太阳能
三类地区
为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量 为5000-5850 MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/㎡。 主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、 吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、 福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地
①大气质量AM=1.5(即太阳高度角h= 41.8 °) ②辐射总量为1000W/m2 ③太阳电池温度为25℃
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第二章 太阳能
例1：如图所示，太阳光线B偏离天顶方向的太阳光线 30 °，求此时的大气质量。
海南年太阳总辐射量大约是5000-6000 MJ/m2。
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第二章 太阳能
四类地区
是我国太阳能资源较差地区，年太阳辐射总量 4200～5000 MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡。 这些地区包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、 广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、 台湾东北部等地。