[科普中国]-余弦损失

余弦损失是指由于太阳光入射方向与镜面采光口法线方向不平行引起的接收能量减少。

定义由于太阳光入射方向与镜面采光口法线方向不平行引起的接收能量减少。1

简介在太阳能发电方面的概念上，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的向量和，余弦损失是指电能产生过程中电能本身的损耗值，而余弦效应是由机械能（热能）经磁场转变为电能过程中损耗程度，这个程度应当是越小越好。

余弦效率余弦效率是太阳入射角的余弦值，太阳入射角越小，反射到定日镜上的有效面积就越大，余弦效率也就越高。反之，太阳入射角越大，反射到定日镜上的有效面积就越小，余弦效率也就越低。余弦效率直接影响整个系统的发电效率，因此，确定较高余弦效率的定日镜分布区域对于定日镜场的设计和布置非常重要。

计算公式

如上图所示，大气质量的定义是：

其中θ是天顶角（入射光线与当地天顶方向的夹角），太阳光在一天中的任意时刻的垂直辐照均可以通过大气质量描述，从各地测试数据拟合出计算公式为：

其中1.353kW/m2是太阳常数，0.7是指大概有70%的太阳光能力从太空中传入地球表面，0.678是拟合经验值。

从以上公式不难计算出来，

当平板电池斜对太阳（θ=30度）时，DI=0.9131kW/m2，余弦损失3.5%，

当平板电池斜对太阳（θ=60度）时，DI=0.7647kW/m2，余弦损失19.3%，

当平板电池斜对太阳（θ=80度）时，DI=0.4204kW/m2，余弦损失55.6%，

由此可见，对于平板固定式光伏发电系统，一天当中的积分余弦损失是相当可观的。2

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学