直接日射表/太阳辐照度传感器/直接辐射表

　　直接日射表是一种测量直接来自太阳的太阳辐照度的设备。辐照度的 SI 单位是瓦特每平方米 (W/m²)。传统上，直接日射表主要用于气候研究和天气监测目的，但是全世界对太阳能的兴趣也导致了对直接日射表的兴趣增加。在本文中，我们将探讨直接辐射表的基本方面：它测量什么；它有什么用；它是如何工作的？

　　辐射表：太阳辐照度传感器

　　辐射表测量“直接太阳辐射”E：单位面积单位时间内入射到垂直于天空中太阳位置的平面上的太阳能量，直接来自太阳本身。这也称为“直接法向辐照度”，通常缩写为 DNI。直接日射表需要安装在太阳跟踪器上：一种全天将仪器指向太阳的设备。见方框 1。

　　这种直接辐射 E 与漫射辐射 Ed 一起给出了地球表面上可用的太阳能总量，即全球辐照度 Eg↓

　　例如↓=E⋅cos(θ)+Ed

　　其中 θ 是表面法线与太阳在天空中的位置之间的角度。

　　日射强度计测量直接太阳辐射

　　为了将测量限制为仅直接来自太阳的辐射，有必要限制仪器的视野。从地球大气层外看，太阳被视为一个角距约为 0.27° 的圆盘。在地面上，太阳看起来要大得多。它的视觉大小取决于大气：天空越朦胧，天空中的太阳就越大。

　　根据 WMO（世界气象组织）公约，所有现代直接日射表都使用相同的视场，其特点是开口半角为 2.5°。这意味着直接太阳辐射的测量包括一些“环太阳”辐射。

　　直接日射表仅测量来自太阳周围小区域的阳光，其特征是开口半角为 2.5°。

　　直接太阳辐射变化很大，这取决于太阳在天空中的高度（以及因此在地球上的位置、中的时间和一年中的时间）以及云、气溶胶、烟雾、雾、降水等气象和环境因素. 直接太阳辐照度的典型值在 0 到太阳常数的理论值的范围内，约为 1361 W/m²。

　　直接日射表有什么用途？

　　太阳是地球的主要地外能量来源。这在两个领域具有重要意义：一方面是天气和气候，另一方面是通过收集太阳能来生产能源。

　　太阳辐射是地球天气模式背后的驱动力之一，因此是天气和气候研究的重要因素。在此类研究中，直接日射表通常与总辐射表结合使用，以测量太阳辐射的所有成分；直接的、全局的和分散的。

　　传统上，总辐射表中较大的零偏移和方向误差意味着直接辐射表测量比总辐射表测量更准确。这意味着直接和漫射辐射的单独测量提供了对全球辐射的准确测量。

　　现代日射强度计，例如型号 SR25 和 SR30，具有低零偏移和近乎**的方向响应，使这一论点无效。然而，直接、漫射和全局辐射的单独测量仍然是高精度安装的标准，例如基线表面辐射网络 (BSRN)。测量所有三个分量可以通过将全局辐射与直接和漫射的“反向计算”全局辐射进行比较来检查内部一致性。

　　在太阳能工业中，太阳辐射表再次与总辐射表测量相结合，用于监测光伏 (PV) 发电厂的性能。通过比较光伏电站的实际功率输出与基于太阳辐射数据的预期输出，可以确定光伏电站的效率。日射强度计还可用于确定光伏电站潜在地点的适用性。在这种情况下，直接日射表用于确定光伏装置的预期输出。

　　对于使用集中阳光的光伏装置，监测直接太阳辐射对于确保工厂的正常运行是必要的。

　　直接日射表提供了测量日照时长的准确方法。世界气象组织 WMO 将日照时数定义为“直接正常太阳辐照度超过 120 W/m² 阈值的时间间隔（以小时为单位）的总和”。

　　直接日射表是如何工作的？

　　直接日射表是包含热电堆的辐照度传感器：基于塞贝克或热电效应的传感器。直接辐射表的主要组件是石英窗、黑色吸收器、热电堆、定义视场的直接辐射表管，在某些情况下还有附加的电子设备。包括瞄准器以使仪器能够正确指向。

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