双十科技关于影响地面接收太阳辐照的因素
    自太阳表面辐射出的能量，穿过厚厚的大气层才到达地球表面[4]。这期间辐照
光所受到的影响因素很多，主要包括日地距离、太阳赤纬角、大气成分、大气质
量和大气透明度。
.日地距离
    地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆两个焦点中的一个焦点
上。从太阳表面辐射至地球表面的辐照能与日地距离的平方成反比。日地距离是
时刻变化的，当地球处在远日点时，日地距离约为15 210万千米;当地球处在近
日点时，日地距离约为14 710万干米。日地之间的平均距离约为149 597 870
km，在天文学上将其定义为1个天文单位(AU)，并从1984年开始启用。日地距
离时刻变化，到达地球大气层表面的辐照能也时刻变化。为了方便计算，在工程
应用上定义了太阳常数。太阳常数是指在地球大气层外，太阳在单位时间内投射
到距离太阳平均日地距离处，并且垂直于射线方向的单位面积上的全部辐照度。
太阳常数是一个相对稳定的常数。但是由于受太阳黑子活动的影响，太阳常数会
产生一定的变化，一年当中的变化幅度在1%以内。目前，太阳常数的大小被定为
注:此标准在1981年由世界气象组织(WMO)定义。
2.太阳赤纬角
地球绕太阳公转的轨道平面称为黄道面，地球的自转轴称为地轴。地轴与黄道面
不垂直相交而是呈66.5“夹角，并且这个角度在公转中始终维持不变;正是由于地
轴与黄道面有一个夹角，造成一天中时刻变化的太阳直射角度。通常将太阳直射
到地球上的光线与地球赤道面的交角称为太阳赤纬角(占).在一年当中，太阳
  赤纬角每天都在变化，但不超过土23027的范围，夏季最大变化为夏至日的
+23027'，冬季最小变化为冬至日的一23027151。太阳赤纬角仅与一年中的某一天有
关，而与地点无关。也就是说，同一天内地球上任何位置的太阳赤纬角都是一样
          的，其大小可按照库拍(Cooper)方程进行计算，即
3.大气成分与大气质量
1)大气成分
    在太阳辐照穿过地球大气层的过程中，一部分能量被反射回宇宙，另一部分
被大气层吸收并转换为热量，还有一部分则被散射。表1-4示出了地球大气成分对
太阳辐照的削弱作用。
    在通过大气层之后，太阳总辐照不论在辐照量上还是在太阳光谱上，都发生
了不同程度的削弱和变化。太阳辐照通过大气层后被减弱的程度主要取决于太阳
辐照经过大气层的路程和大气层的透明程度。图1-2示出了大气层与太阳辐照的关
系。
2)大气质量
    大气对地球表面接收太阳光的影响程度被定义为大气质量，用AM表示。在标
准状态下(气压为尸二760mmHg，气温为00C)下，选取太阳光垂直投射到地面单
位截面积的空气柱的质量为1个大气质量数(m)[6J。因此，大气上界的大气质量
数值为0;在标准状态下的海平面上大气质量数值为，。一般在其他位置，大气质
量数值均大于1。在地面光伏应用中，统一规定大气质量数值为1.5，通常写作
AM1.5.大气质量数值越大，说明光线经过大气的路径越长，太阳辐照在途中衰
减得越多，到达地面的能量就越少。
大气质量数m与太阳高度角成反比，随着太阳高度角的增大而减小，特别是当
太阳高度角较小的时候，m值的变化幅度较大，如图1-3所示。
1-4)是从三角函数关系推导出来的，忽略了折射和地面曲率等因素的影响，
、<30“时会产生较大误差。因此，在具体的光伏系统工程计算中，可采用下式
4.大气透明度
    大气透明度是一个表示大气对太阳光线透过程度的参数，用透过光强与总入
射光的比值来表示[[7]0影响大气透明度大小的因素有水汽、微尘、云雾和海拔等。
根据布格尔一兰伯特(Bouguer-Lambert )定律，到达地面的太阳辐照量伪
由于大气透明度小于等于1，而大气质量数一般大于，，因此到达地面的太阳
辐照度随着大气透明度的增加而增大，随着大气质量数的增大而减小。