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什么是直接輻射表？

來源：北京盈儀生態科技有限公司 2025年03月09日 07:17

直接日射表/太陽輻照度傳感器/直接輻射表

直接日射表是一種測量直接來自太陽的太陽輻照度的設備。輻照度的 SI 單位是瓦特每平方米 (W/m2)。傳統上，直接日射表主要用于氣候研究和天氣監測目的，但是最近對太陽能的興趣也導致了對直接日射表的興趣增加。在本文中，我們將探討直接輻射表的基本方面：它測量什么；它有什么用；它是如何工作的？

輻射表測量“直接太陽輻射”E：單位面積單位時間內入射到垂直于天空中太陽位置的平面上的太陽能量，直接來自太陽本身。這也稱為“直接法向輻照度”，通常縮寫為 DNI。直接日射表需要安裝在太陽跟蹤器上：一種全天將儀器指向太陽的設備。見方框 1。

這種直接輻射 E 與漫射輻射 Ed 一起給出了地球表面上可用的太陽能總量，即輻照度 Eg↓

例如↓=E?cos(θ)+Ed

其中 θ 是表面法線與太陽在天空中的位置之間的角度。

直接輻照度日射強度計測量直接太陽輻射

為了將測量限制為僅直接來自太陽的輻射，有必要限制儀器的視野。從地球大氣層外看，太陽被視為一個角距約為 0.27° 的圓盤。在地面上，太陽看起來要大得多。它的視覺大小取決于大氣：天空越朦朧，天空中的太陽就越大。

根據 WMO（世界氣象組織）公約，所有現代直接日射表都使用相同的視場，其特點是開口半角為 2.5°。這意味著直接太陽輻射的測量包括一些“環太陽”輻射。

日射強度計僅測量來自太陽周圍小區域的陽光，其特征是開口半角為 2.5 度。

直接日射表僅測量來自太陽周圍小區域的陽光，其特征是開口半角為 2.5°。

直接太陽輻射變化很大，這取決于太陽在天空中的高度（以及因此在地球上的位置、一天中的時間和一年中的時間）以及云、氣溶膠、煙霧、霧、降水等氣象和環境因素. 直接太陽輻照度的典型值在 0 到太陽常數的理論值的范圍內，約為 1361 W/m2。

太陽是地球的主要地外能量來源。這在兩個領域具有重要意義：一方面是天氣和氣候，另一方面是通過收集太陽能來生產能源。

太陽輻射是地球天氣模式背后的驅動力之一，因此是天氣和氣候研究的重要因素。在此類研究中，直接日射表通常與總輻射表結合使用，以測量太陽輻射的所有成分；直接的、全局的和分散的。

傳統上，總輻射表中較大的零偏移和方向誤差意味著直接輻射表測量比總輻射表測量更準確。這意味著直接和漫射輻射的單獨測量提供了對輻射的最準確測量。

現代日射強度計，例如型號 SR25 和 SR30，具有低零偏移和近乎的方向響應，使這一論點無效。然而，直接、漫射和全局輻射的單獨測量仍然是高精度安裝的標準，例如基線表面輻射網絡 (BSRN)。測量所有三個分量可以通過將全局輻射與直接和漫射的“反向計算”全局輻射進行比較來檢查內部一致性。

在太陽能工業中，太陽輻射表再次與總輻射表測量相結合，用于監測光伏 (PV) 發電廠的性能。通過比較光伏電站的實際功率輸出與基于太陽輻射數據的預期輸出，可以確定光伏電站的效率。日射強度計還可用于確定光伏電站潛在地點的適用性。在這種情況下，直接日射表用于確定光伏裝置的預期輸出。

對于使用集中陽光的光伏裝置，監測直接太陽輻射對于確保工廠的正常運行是必要的。

最后，直接日射表提供了測量日照時長的最準確方法。世界氣象組織 WMO 將日照時數定義為“直接正常太陽輻照度超過 120 W/m2 閾值的時間間隔（以小時為單位）的總和”。

直接日射表是包含熱電堆的輻照度傳感器：基于塞貝克或熱電效應的傳感器。直接輻射表的主要組件是石英窗、黑色吸收器、熱電堆、定義視場的直接輻射表管，在某些情況下還有附加的電子設備。包括瞄準器以使儀器能夠正確指向。

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