太阳辐射照度与能量捕获的关系及其应用

辐射照度是一个重要的量，太阳能安装人员最需要知道的是辐射照度与时间的关系——他们预计能够捕获多少能量。一段时间的辐射照度被称为太阳辐射，用某一段特定时间（通常1h或一天）内照射到地球表面（或PV模块）的W/m²来表示。每小时辐射照度的单位用W·h/m²（瓦小时每平方米）来表示。举例来说，500W的太阳能在1m²的面积上照射1h，就被称为500W·h/m²。如果把辐射照度看成一个功率的瞬时单位（功率的单位是W，如第1章所述），那么会有利于您更直接地理解辐射照度和辐射这两个概念。另一方面，辐射用来计量一段时间内的功率，即计量能量的大小。老师们可以把辐射照度比作汽车的速度，来帮助学生理解这些术语。与辐射照度类似，速度是一个瞬时量，它只是告诉我们车运动得有多快。辐射则与汽车走过的距离类似。显然，距离取决于汽车的速度与在给定速度下行驶时间的乘积。对车来说，您以给定速度开车的时间越长，您走过的距离就越远。对太阳能来说，辐射照度越大，在给定时间段内太阳能辐射就越多。

图2-4以图形的方式描述了这几个概念。如图所示，辐射照度是图中的单实线——任一时刻在每平方米上的瓦数。曲线下方的面积为太阳辐射，即在给定区间内总的太阳辐射照度——本图中为一天中的辐射照度。而附随的补充信息则采用了另一种方式来考虑辐射照度和辐射。对于专业的安装人员和DIY者来说，太阳辐射用来确定PV系统的规模——也就是说，确定合适的规模来满足用户的电力需求。对于电力部门来说太阳辐射也是有用的，他们可根据其用户的PV系统的计划发电量来给予费用减免。

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图2-3 大气层空气质量和辐射照度。一天中的早上和傍晚，阳光在地球大气层中穿行的距离较长，到达太阳能发电阵列的能量就被减少，发电出力降低。最大出力出现在太阳射线经过最少的大气层的时候，即日悬中天的时候。一个太阳能阵列每天发电量的3/4是在上午9点到下午3点之间完成的。