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太陽以光量子電磁波的形式向外傳遞能量，稱太陽輻射（Solar Radiation/Irradiance），在此過程中所傳遞的能量，稱為太陽輻射能。與太陽能利用直接相關(guān)的幾個主要太陽輻射分量為：直接輻射（DNI，Direct Normal Irradiance）、總輻射（GHI，Global Horizontal Irradiance）、散射輻射（DHI，Diffuse Horizontal Irradiance）、傾角輻射（GTI，Global Tilted Irradiance）和日照時長（Sunshine Duration）等，隨著需求的加深和精細化，這些分量所對應的分光譜輻射（Spectral Irradiance）也越來越得到重視。
（1）水平總輻射（GHI）：定義為地面水平面上接收到的太陽總輻射，包括了直接輻射（DNI）和散射輻射（DHI）。
（2）直接輻射（DNI）：沿著太陽法向方向，單位面積接收到的太陽輻射量。
（3）水平散射輻射（DHI）：太陽光在穿過大氣層到達地面過程中遇到云、氣體分子、塵埃等產(chǎn)生散射，以漫射形式到達地球表面的輻射能。
（4）傾角輻射（GTI）：是指特定傾斜面上接收到的直接輻射(DNI)和散射輻射(DHI)之和，是計算固定傾角光伏電站產(chǎn)能的重要指標。
（5）日照時數(shù)（Sunshine Duration）：一天內(nèi)太陽直射光線照射地面的時間。定義為太陽直接輻照度達到或超過120W/m2的各段時間的總和，以小時為單位，取一位小數(shù)。日照時數(shù)是反映一個地區(qū)太陽能資源狀況的重要指標。
（6）光譜輻射（Spectral Irradiance）： 太陽輻射由不同波長的電磁波組成，其隨波長的分布稱為太陽輻射光譜。根據(jù)波長范圍，可大致分為紫外（波長小于400nm）、可見光（400-760nm）和紅外（大于760nm）波段。太陽輻射能量主要集中在可見光區(qū)范圍（50%）和紅外區(qū)域（43%），紫外區(qū)能力最少，占7%。光伏電池在工作過程中，并不能將所有太陽輻射能量直接吸收，而是選擇性的吸收特定波長的太陽輻射并轉(zhuǎn)化為電能。為了改進技術(shù)提升光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，需要研究光伏電池材料對不同波長太陽輻射的吸收和轉(zhuǎn)化效率，進而需要定量觀測模擬光源或太陽光譜輻射變化狀況。
Solar Zenith Angle: 太陽天頂角 （與太陽高度角之和為90度，互余關(guān)系）解釋為一束光線從太陽到達地面一點形成的光線與此點垂直于地面的直線夾角；所以在日出和日落時天頂角為 90度（太陽高度角為0），沒有直射輻射到達水平面。
三個輻射參數(shù)之間的關(guān)系： GHI = DHI + (cosθ x DNI)
θ = Solar Zenith Angle（太陽天頂角）、0°is vertical、90°is horizontal
國際標準組織（ISO）和國際氣象組織（WMO）國際標準：
ISO 9060:1990 | Second Class | First Class | Secondary Standard |
ISO 9060:2018 | Class C | Class B | Class A |
WMO | Moderate quality | Good quality | Higher quality |
響應時間 (95 %) | < 60 s | < 30 s | < 15 s |
零漂移(a) 響應200W/m2凈輻射時 | ±30 W/m2 | ±15 W/m2 | ±7 W/m2 |
零漂移(b) 響應 5K/hr空氣溫度變化時 | ±8 W/m2 | ±4 W/m2 | ±2 W/m2 |
WMO分辨率（最小測量變化） | ±10 W/m2 | ±5 W/m2 | ±1 W/m2 |
非穩(wěn)定 (每年響應率百分比改變) | ±3 % | ±1.5 % | ±0.8 % |
非線性 (@100 W/m2~1000 W/m2) | ±3 % | ±1 % | ±0.5 % |
方向響應 (入射光@1000 W/m2) | ±30 W/m2 | ±20 W/m2 | ±10 W/m2 |
光譜選擇性ISO （ 0.35~1.5 μm） | ±10% | ±5% | ±3% |
光譜選擇性WMO （ 0.3~3 μm） | ±10% | ±5% | ±2% |
溫度響應（@50℃ band) | 8% | 4% | 2% |
傾斜響應(@1000W/m2時，從0~80°) | ±5% | ±2% | ±0.5% |
氣象、光伏、光熱配置選型
應用 | 測量參數(shù) |
| 測量儀器 |
| 基礎(chǔ) | 高級 |
|
勘察 | POA、GHI（可選） | DNI、GHI、DHI、氣象情況、數(shù)據(jù)記錄儀 | 太陽自動跟蹤器：STR-21G或STR-22G ISO 9060 一級標準日射強度計：MS60或MS410 |
小型固定式光伏 | POA、GHI（可選） | 智能日射強度計MS40M、MS60M或MS80M | |
中型固定式光伏 | DNI、GHI、數(shù)據(jù)記錄儀 | POA、GHI，至少兩個地點，氣象情況、數(shù)據(jù)記錄儀 | ISO 9060 二級標準日射強度計：MS40M、MS60M或MS80M |
大定固定式光伏 | GHI，至少兩個地點，分布式POA | POA、GHI、DNI、DHI、分布式POA、氣象情況、數(shù)據(jù)記錄儀 | 太陽自動跟蹤器：STR-21G或STR-22G ISO 9060 一級標準日射強度計：MS60或MS410 |
跟蹤式光伏 | DNI | ISO9060類太陽熱量計：MS57 | |
CPV | DNI、GHI、數(shù)據(jù)記錄儀 | DNI、GHI、DHI、氣象情況、數(shù)據(jù)記錄儀 | 太陽自動跟蹤器：STR-21G或STR-22G ISO 9060 一級標準日射強度計：MS60或MS410 |
CSP | DNI、GHI、DHI、氣象情況、數(shù)據(jù)記錄儀 | 太陽自動跟蹤器：STR-21G或STR-22G ISO 9060 一級標準日射強度計：MS60或MS410 | |
總輻射表系列
MS-40/60/80是EKO公司生產(chǎn)的新一代日射強度計，MS-40是二級標準（Second Class），MS-60是一級標準(First Class）， MS-80副基準（Secondary Class），采用全新的設(shè)計理念，廣泛應用于氣象、輻射、能源、光伏、光熱、科研、照曬和老化實驗等領(lǐng)域。
MS80M / MS60M / MS40M數(shù)字型日射強度儀，提供Modbus 485輸出
MS80A MS60A MS40A 電流型總輻射表，提供4~20mA輸出
MS-602/410/802是EKO公司生產(chǎn)的經(jīng)典型日射強度計，MS-602是二級標準（Second Class），MS-410是一級標準(First Class）， MS-802副基準（Secondary Class），采用技術(shù)設(shè)計，廣泛應用于氣象、輻射、能源、光伏、光熱、科研、照曬和老化實驗等領(lǐng)域。
技術(shù)指標：
| MS-80 | MS-802 | MS60 | MS-410 | MS40 |
ISO 標準 | Secondary Class | Secondary Class | First Class | First Class | Second Class |
ISO 標準 | Class A | Class A | Class B | Class B | Class C |
光譜范圍 | 285-3000nm | 285-3000nm | 285-3000nm | 285-3000nm | 285-3000nm |
響應時間（95%） | < 0.5 S | < 5 S | < 18 S | < 18 S | < 18 S |
響應時間（63%） | < 0.1S | < 1.5 S | < 5 S | < 5 S | < 5 S |
熱輻射偏移(200W/m2) | < 1W/m2 | +6W/m2 | < 5W/m2 | < 6W/m2 | +12W/m2 |
溫度偏移 (5K/hr) | ± 1W/m2 | ±2W/m2 | ±2W/m2 | ±2W/m2 | ± 5W/m2 |
非穩(wěn)定性（年變化） | < 0.5%/5year | < 0.5%/year | < 1.5%/year | < 1.5%/year | < 1.5%/year |
非線形誤差 (在1000W/m2) | < 0.2% | < 0.2% | < 1% | < 1% | < 1 % |
方向響應（～80°，@1000W/m2） | < 10W/m2 | < 10W/m2 | < 18W/m2 | < 20W/m2 | < 20W/m2 |
光譜選擇性(0.35-1.5μm) | < 3% | < 1% | < 1% | < 1% | < 1% |
溫度響應(-20for 50°C band) | < 1% | < 1% | < 2% | < 2% | < 3% |
傾斜響應(at 1000W/m2) | < 0.2% | < 0.2% | < 2% | < 2% | < 1% |
分辨率(μV/W/m2) | 7～14 | 7～14 | 7～14 | 7～14 | 7～14 |
阻抗 (Ω) | ～45000 | ～500 | ～100 | ～100 | ～100 |
測量范圍 | 0-4000W/m2 | 0-4000W/m2 | 0-2000W/m2 | 0-2000W/m2 | 0-2000W/m2 |
信號輸出 | 0～40mV | 0～40mV | 0～20mV | 0～20mV | 0～20mV |
視角 | 180° | 180° | 180° | 180° | 180° |
防護等級 | IP67 | IP67 | IP67 | IP67 | IP67 |
工作溫度 | -40～+80℃ | -40～+80℃ | -40～+80℃ | -40～+80℃ | -40～+80℃ |
工作濕度 | 0～99% RH | 0～99% RH | 0～99% RH | 0～99% RH | 0～99% RH |
線纜長度 | 10m | 10m | 10m | 10m | 10m |
Modbus 485輸出 | MS-80M | ----- | MS-60M | ---- | MS-40M |
4~20mA輸出 | MS-80A | ----- | MS-60A | ---- | MS-40A |
反照率傳感器 MSA-40是一款二級反照率傳感器是采用MS40新型的二級總輻射傳感器，MS-60是EKO公司推出的新款總輻射傳感器，測量精度好，性價格比高，廣泛應用于氣象、科研、水文和農(nóng)業(yè)研究等領(lǐng)域 技術(shù)指標： MSA-80 (2個MS-80) MSA-60 (2個MS-60) MSA-40 (2個MS-40) ISO 標準 Secondary Class First Class Second Class ISO 標準 Class A Class B Class C 光譜范圍 285-3000nm 285-3000nm 285-3000nm 響應時間（95%） < 0.5 S < 18 S < 18 S 響應時間（63%） < 0.1S < 5 S < 5 S 熱輻射偏移(200W/m2) < 1W/m2 < 5W/m2 +12W/m2 溫度偏移 (5K/hr) ± 1W/m2 ±2W/m2 ± 5W/m2 非穩(wěn)定性（年變化） < 0.5%/5year < 1.5%/year < 1.5%/year 非線形誤差 (在1000W/m2) < 0.2% < 1% < 1 % 方向響應（～80°，@1000W/m2） < 10W/m2 < 18W/m2 < 20W/m2 光譜選擇性(0.35-1.5μm) < 3% < 1% < 1% 溫度響應(-20for 50°C band) < 1% < 2% < 3% 傾斜響應(at 1000W/m2) < 0.2% < 2% < 1% 分辨率(μV/W/m2) 7～14 7～14 7～14 阻抗 (Ω) ～45000 ～100 ～100 測量范圍 0-4000W/m2 0-2000W/m2 0-2000W/m2 信號輸出 0～40mV 0～20mV 0～20mV 視角 180° 180° 180° 防護等級 IP67 IP67 IP67 工作溫度 -40～+80℃ -40～+80℃ -40～+80℃ 工作濕度 0～99% RH 0～99% RH 0～99% RH 線纜長度 10m 10m 10m
EKO 公司推出新型的反照率傳感器，符合ISO9001、ISO17025、ISO14001、IEC60904、ISO9060-2018和WMO等國際標準，是一款新型精密的反照率傳感器，我公司共推出兩個個型號，MSA-80、MSA-60和MSA-40，MSA-80是一款副基準反照率傳感器，MSA-60是一級反照率傳感器,MSA-40是二級反照率傳感器。
MSA-80是一款副基準反照率傳感器是采用2個MS-80總輻射傳感器，95%的響應時間為小于0.5秒，五年之內(nèi)免標定，廣泛應用于氣象、科研、水文和農(nóng)業(yè)研究等領(lǐng)域。
MSA-60是一款一級反照率傳感器是采用MS60新型的一級總輻射傳感器，MS-60是EKO公司推出的新款總輻射傳感器，測量精度好，性價格比高，廣泛應用于氣象、科研、水文和農(nóng)業(yè)研究等領(lǐng)域
直接輻射傳感器 EKO新一代高精度直接輻射傳感器（MS-57，ISO一級），該輻射傳感器具有國際上的響應速度，95%響應時間小于0.2s，99%響應時間小于0.5s。五年內(nèi)設(shè)備的不穩(wěn)定性小于0.5%，五年之內(nèi)，僅需要標定一次。傳感器觀測誤差小于0.9%。該傳感器配合STR-21G/22G高精度太陽追蹤系統(tǒng)（追蹤精度0.01°），可以勝任CSP/CPV等聚光電站太陽能資源評估、選址、運維、科研等任務(wù)。 技術(shù)指標 MS-57 ISO 9060標準 First Class 光譜范圍 200-4000nm 響應時間（95%） < 0.2 S 響應時間（99%） < 0.5S 熱輻射偏移(200W/m2) 0W/m2 溫度偏移 (5K/hr) < 1W/m2 非穩(wěn)定性（年變化） < 0.5%/5year 非線形誤差 (在1000W/m2) < 0.2% 光譜選擇性(0.35-1.5μm) ± 1% 溫度響應(-20for 50°C band) < 0.5% 傾斜響應(at 1000W/m2) < 0.2% 分辨率(μV/W/m2) 7～14 阻抗 (Ω) ～15000 測量范圍 0-4000W/m2 信號輸出 0～40mV 視角 180° 防護等級 IP67 工作溫度 -40～+80℃ 工作濕度 0～99% RH 線纜長度 10m
STR系列跟蹤器 日本EKO-STR系列單/雙臂太陽追蹤系統(tǒng)可裝載各種類型的太陽輻射表，具有優(yōu)秀的追蹤精度。重型STR-32G能承受4倍于STR-21G/22G的負載，約60kg。結(jié)合直接輻射表（DNI傳感器），遮擋組件以及總輻射表可以測量直接和散射輻射分量。該系統(tǒng)在氣象、環(huán)境、新能源和科學研究等領(lǐng)域擁有廣泛的客戶群。為便于安裝和精確的太陽追蹤，所有的STR太陽追蹤器都有一個內(nèi)置的GPS接收器。自動設(shè)置的位置坐標和時間信息可用來計算和控制其精確的對準太陽。標準的四象限太陽傳感器可以補償任何幾何定位偏差，這也使得測量更為精確。 技術(shù)指標： STR-21G STR-22G SRT-32G 臂膀 單臂 雙臂 雙臂 電機 步進電機 步進電機 步進電機 跟蹤技術(shù) 諧波傳動 諧波傳動 諧波傳動 指向精度（0～87°） <0.01° <0.01° <0.01° 角度分辨率 0.009° 0.009° 0.0036° 跟蹤高度角 -15～95° -15～95° -15～95° 跟蹤方位角 0～360° 0～360° 0～360° 扭矩 12Nm 24Nm(12+12) 60Nm(30+30) 負載 7.5kg 15kg 60kg 太陽傳感器視角 30°（±15°） 30°（±15°） 30°（±15°） 太陽傳感器視角精度 ±0.01° ±0.01° ±0.01° GPS定位 水平位置<15m 水平位置<15m 水平位置<15m 定位速度 <5min <5min <5min 通訊方式 RS232 / 9600 / 8N1 RS232 / 9600 / 8N1 RS232 / 9600 / 8N1 電源要求 100～240V AC 21～31V DC 100～240V AC 21～31V DC 100～240V AC 21～31V DC 功耗 <20W <20W <20W 防護等級 IP65 IP65 IP65 工作溫度 -40～+50℃ -40～+50℃ -40～+50℃ 工作濕度 0～99% RH 0～99% RH 0～99% RH 尺寸（mm） 430*380*440 430*380*440 430*380*249 重量 14.5kg 15.5kg 15kg
EKO BL-01 日照傳感器 BL-01日照計是日本EKO公司生產(chǎn)的新型記錄日照時長的傳感器，設(shè)計簡單，其工作原理類似于人眼一樣判斷太陽光線，甚至可以通過黃昏或者黎明來確定日照時長，穹頂反射的光線通過一個特殊的濾光片照射到Lux傳感器上，通過一個科學的計算方法，來推導陽光的照射，這種測量方法局限于WMO標準。BL-01日照計它是一款智能的日照傳感器，能夠高精度測量日照時間（不確定度為每天0.3小時）。該傳感器易于安裝，可在范圍內(nèi)應用，廣泛應用于氣象、海洋、科研、光伏和新能源等領(lǐng)域。 技術(shù)指標： 工作區(qū)域：緯度（-90°~+90°）；經(jīng)度（0-360°） 光譜范圍：300-800nm 校正不確定度：<0.3h/day 信號輸出：5V/1V 、20mA/4mA或開關(guān)量 工作環(huán)境：-20~+50℃ 供電：12-30V 功耗：<0.5W 防護等級：IP65 尺寸：160x100x83 / ?83x74 mm 重量：0.8kg 日本EKO MS-711全天候光柵光譜輻射計 MS-711是新一代全天候光柵光譜輻射計，光譜范圍300-1100nm（紫外/可見/近紅外），溫控系統(tǒng)使得設(shè)備擁有更高的光譜分辨率和觀測精度。適用于多種研究應用的室外連續(xù)觀測，可用于研究輻射、氣溶膠特性、植被和海洋色度、光合有效輻射（PAR）、光伏電池組敏感區(qū)等。 MS-711光譜儀具有單獨的電源，并可通過RS232／422由PC機或數(shù)據(jù)記錄器。標準的PC軟件提供了不同的功能，操作，數(shù)據(jù)管理和可視化。 技術(shù)指標： 光譜范圍：300～1100nm 光譜間隔：0.3~0.5nm 分辨率 ：<7nm 波長精度：±0.2nm 溫度依賴性：< 2% (-10~ +50℃) 溫度控制：25℃±2℃ (Ta = -10 ~ +40℃)； 25℃~ 32℃ (Ta = +40 ~ +50°С) 余弦響應：< 5%（天頂角：0～80°） 雜散光：0.15% 曝光時間：10msec~5,000msec, 自動控制 圓頂材料：石英玻璃 線纜長度：10米 輸入：AC100-240V, 50/60Hz, 50VA 消耗：100W 輸出：12V DC 保險：φ5.2x20，250V，2A 通訊接口：RS-232C（電源和PC之間） 通訊線長：1.2米 工作環(huán)境溫度：-10-40°C，濕度：（%）0-90 無冷凝 技術(shù)指標： ISO標準等級：次基準（ Secondary Standard） 總輻射測量波段范圍：280～4000 nm [W/㎡/nm] 光譜測量誤差：每波段<5% 總輻射測量誤差：<2% 輻照度：1366 W/㎡ (AM0) 非線性（0~1366W/m2）：<0.5% 非穩(wěn)定性（年變化）：<0.5% 數(shù)據(jù)掃描頻率：1HZ 工作溫度：-30～+65°C 濕度范圍：0～99% 儀器溫度影響：自動溫度修正 電源：12VDC 功耗：<1W 信號輸出：兩線制RS485、直接到電腦、串口太網(wǎng)或數(shù)據(jù)記錄儀 SolarSIM-D2是SolarSIM-G1的升級型太陽光譜儀，能夠精確測量太陽光譜和常規(guī)直接輻照度(DNI)、是太陽能資源評估和模塊性能表征研究的一種高效工具。儀器采用硅光電二極管結(jié)合六個光學帶通濾波器對波長的選擇性，進行不同波長的各波段的輻照度的測量；同時儀器還可以測量空氣溫度、大氣壓力、臭氧含量、水汽含量以及氣溶膠厚度等數(shù)據(jù)，很好的反映出氣溶膠、臭氧以及水汽等對光譜的吸收。儀器可以直接連接電腦或者連接到數(shù)據(jù)采集器上使用，可以長期在野外進行連續(xù)觀測。 ISO標準等級：次基準（ Secondary Standard） 直接輻射測量波段范圍：280～4000 nm [W/㎡/nm] 輻照度：1366 W/㎡(AM0) 非線性（0~1366W/m2）：<0.5% 非穩(wěn)定性（年變化）：<0.5% 光譜測量誤差：每波段<5% 直接輻射測量誤差：<2% 氣象參數(shù)測量誤差：<3% 數(shù)據(jù)掃描頻率：1HZ 工作溫度：-30～+65℃ 濕度范圍：0～99% 儀器溫度影響：自動溫度修正 全視角、傾斜視角：5°、1° 太陽跟蹤器精度要求：± 0.5°以上 電源：12VDC 功耗：<1W 信號輸出：兩線制RS485、直接到電腦、串口太網(wǎng)或數(shù)據(jù)記錄儀
SolarSIM-G是一款智能型太陽光譜輻照儀，能夠精確測量太陽光譜和太陽總輻射，儀器采用硅光電二極管結(jié)合光學帶通濾波器對波長的選擇性，進行不同波長的各波段的輻照度的測量。同時儀器還可以測量空氣溫度、大氣壓力以及太陽總輻射值，是一款適合在野外長期進行太陽光譜能量、太陽能資源和氣象評估的理想選擇。SolarSIM-G應用包括 太陽能資源評估、太陽能監(jiān)控、光伏面板開發(fā)、環(huán)境保護與監(jiān)測、氣溶膠分析、科學研究、氣象網(wǎng)絡(luò)、海洋光學、認證和運營管理,農(nóng)業(yè)監(jiān)控、紫外線指數(shù)測量、材料試驗甚至多和hyper-spectrafy成像。
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