峰值日照相关指标分析

设计PV系统时，安装人员用到的另一个量是峰值日照。峰值日照是在晴天时地球表面的大多数地点能够得到的最大太阳辐射照度——1000W/m²。一个小时的峰值日照就叫做峰值日照小时。图2-7所示是一张美国和加拿大的每天平均峰值日照小时数，单位为kW/m²/天（千瓦每平方米每天）。

峰值日照小时数是一个描述太阳辐射的单位（W/m²/天即瓦每平方米每天），也被叫做太阳日照率或者简称日照率。日照率用来比较不同地区的太阳能资源。举例来说，在新墨西哥州南部和亚利桑那州，年平均日照率为每天6.5～7h的峰值日照；而在密苏里州，为4～4.5个峰值日照小时；在多云的不列颠哥伦比亚省，则大约是4个。

图2-6 聚光太阳电池。一些聚光太阳能系统，像此图所示的这种，采用廉价的塑料透镜将阳光聚焦（聚集）到高效PV电池上，使得太阳能电池尺寸最小化，并增加发电量。这张照片是Amonix高聚光光伏（HCPV）太阳能发电机，它具有53kW的发电容量，尺寸约50ft高、77ft宽。这种阵列是为电力部门的太阳能发电而设计的。

安装人员要通过参考详细的州地图或图表才能够确定太阳的日照率。他们用这些数据来设计太阳能阵列的大小——换句话说，就是确定一个阵列应该是多大才能满足用户的需求。您将在第4章看到，安装人员用给定地区的平均峰值日照小时数乘以阵列的容量（单位为W）来估计每天平均发出的千瓦时数。然后，他们再把效率损失和其他因素考虑进来，调整这个数值。例如，新墨西哥州的安装人员计算一个无遮挡的1kW阵列的发电量，他用1kW乘以本州的峰值日照，即乘以6.5～7kW。此例中，这个1kW阵列应当每天产生平均6500～7000W·h（或6.5～7.0kW·h）的电力，减掉30%来补偿尘埃的影响和系统效率损失，此内容我们将在第4章中谈到。一天中该阵列有时候会被遮挡，比如附近有树，那么安装人员还要相应降低估值。在下雪较多的地区，阵列发电量也应该做调整（落到阵列上的雪会过几个小时甚至一整天才能化掉。雪会阻碍辐射，降低太阳能的捕获量，直到融化）。(www.xing528.com)

图2-7 a和b每天平均峰值日照小时数。这些地图显示了美国和加拿大每天平均日照小时数。这个数据用于太阳能阵列每年的发电量。

值得注意的是，给定地点的每天平均峰值日照小时数并不是说在这整个时段内太阳都以峰值密度在照射。实际上，峰值日照条件——太阳辐射照度为1000W/m²很可能每天只出现1～2h。那么，科学家是如何计算每天峰值日照小时数的呢？

给定地点的峰值日照小时数是通过确定白天获得的总辐射，再除以1000W/m²。比如，夏天时，太阳辐射照度会在10h中保持平均600W。于是，总的太阳辐射为6000W·h，峰值日照小时数为6000W·h除以1000，即6.0h的峰值日照。虽然每天峰值日照小时数为6，但是太阳辐射照度只有一两个小时能达到1000W/m²。