[科普中国]-太阳能资源计算

到达地面的辐射总量，包括太阳直接辐射和天空散射辐射的总和，通常称为太阳总辐射。太阳能一般以太阳总辐射来表示。总辐射可以用仪器观测直接得到，但是由于太阳辐射的观测站太稀疏，全国目前尚不足100个，远不能满足太阳能开发利用的需要。解决方法，通常借助现有日射观测站的数据，与日射有关的气象要素建立统计模式，再利用这一模式求算无日射观测站的太阳辐射资料和数据。

简介到达地面的辐射总量，包括太阳直接辐射和天空散射辐射的总和，通常称为太阳总辐射。太阳能一般以太阳总辐射来表示。总辐射可以用仪器观测直接得到，但是由于太阳辐射的观测站太稀疏，全国目前尚不足100个，远不能满足太阳能开发利用的需要。解决方法，通常借助现有日射观测站的数据，与日射有关的气象要素建立统计模式，再利用这一模式求算无日射观测站的太阳辐射资料和数据。1

计算公式影响太阳辐射的因子很多，重要有地理经纬度、海拔高度、云量、云状、大气透明度等。在日射台站实际观测到的总辐射值是这些因子的综合影响的结果。

计算总辐射的经验模式，可用下式函数表达：

Q=Q0f(a,b)φ(x)

式中Q为实际条件下的总辐射，Q0为计算总辐射的基础值，f(a,b)为大气透明状况对总辐射的减弱函数，φ(x)为天空遮蔽程度的减弱函数。

基础值Q0值的选取有三种类型：

天文总辐射，研究地点大气上界单位水平面上单位时间内的辐射强度，即未受大气影响的太阳辐射。

晴天总辐射，表征只受大气透明度影响而未受云层影响的太阳辐射。它是研究地点实测的总辐射的最大值。

理想大气总辐射，又叫干法大气。就其成分而言，除了无水汽和灰尘杂质外，它与实际大气并无区别。理想大气中使日射衰减的因子是臭氧、氧和二氧化碳的选择吸收以及空气分子的散射。

利用这三种类型的基础数据作为自变量，分别与总辐射建立回归方程，其系数项和常数项的空间分布的稳定性及相对误差均相当接近。原因可能是这三类基础数据的月总量在各纬度上的分布趋势基本一致。

根据计算结果，三种不同的基础数据计算的总辐射空间分布趋势基本相同，所以利用任何一基础计算总辐射都是可行的。1

常用方法目前，国内外公认的计算总辐射最优表达式为：

Q=Q0(a+bSi)

式中，Q0为上述三种基础数据中的任一种类型，a、b为常数，用各地区的日射观测站资料拟合确定，Si为日照百分率。

关于Q0的三种基础值，利用太阳常数，可以比较精确地计算出各季节不同地理纬度的天文辐射日、月总量。左大康等(1963年)利用乌拉英禾夫方法得出了我国平原和高原两大区域的晴天状况下的总辐射纬度平均值。王炳忠等(1996)计算了我国每隔二个纬度距若干等压面上的理想大气中太阳总辐射月总量。这些计算都给出了查算表，以便计算时査用。

太阳辐射单位的变化。过去曾采用过卡/(厘米2·分)，现已废止。

国际单位制推行委员会规定，热、功、能量的单位采用J。其定义为：1牛顿的力作用于质点，使它沿力的方向移动1 m距离所做的功，称为1 J(焦耳)，焦耳也可由电学单位来定义即1安培电流在1欧姆电阻上1s内所消耗的电能，称为1J。

卡的定义为：1g纯水在标准气压下，温度升高1℃所需要的热量。1

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院