第一章、第一节：太阳辐射

颜色 红 橙 黄 绿 蓝 -靛 紫
典型波长（μm） 0.70 0.62 0.58 0.51 0.47 0.42
波长范围（μm） 0.64~0.75 0.60~0.64 0.55~0.60 0.48~0.55 0.45~0.48 0.40~0.45
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光伏发电技术基础
第二章 太阳能资源
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第一节 太阳能和太阳辐射
1.1
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太阳辐射
现象：太阳以电磁波或粒子的形式释放能量。 主要形式：光和热——波粒二象性。
基本特性：粒子性——光（短波）；波动性—
—热（长波）。
例如：
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从太阳获取几乎所有能源，包括煤、石油、天然气； 生物能源来自于阳光下生长的植物； 将太阳辐射直接转换成电能或者热能——太阳能热水器、太阳热电站。
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第一节 太阳能和太阳辐射
1.2 太阳辐射的波长分布率不同 而已。
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根据波长的大小，将太阳辐射划
归为短波辐射，而地面和大气辐射 划为长波辐射。
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太阳辐射的波长范围很广，从波长为10－3nm的宇宙射线到波长达几km的无线电波，
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太阳辐射的主要波长范围在0.15～4μm。
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第一节 太阳能和太阳辐射
1.3
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太阳辐射的能量分布
最上边的曲线为太阳辐射在大气上界 AM1 和 AM1.5 是穿过大气后到达地面
的辐射曲线AM0；
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的辐射曲线。
太阳辐射的光谱可以划分为三个光谱区：
名称 可见光区 红外光区 波段（μm） 0.39 ～ 0.76 λ>0.76 能量比例（%） 效应 光效应 热效应 作用 光伏技术（太阳电池） 光热技术（太阳热水器） 光化学技术（光催化、生物 质能）

• 同一树种在不同的生长发育阶段，具有不同的耐 荫能力；同一树种在不同环境条件下，对光的要 求也有变化。
• 育苗、造林树种的选择，林农间作、混交林树种 的搭配，抚育管理以及采伐更新方式等，都要考 虑树种的耐荫程度，以便合理地制定相应的措施。
习题
• 一、选择题 • 1.红松属于( )树种。 • A、强萌性 B、耐萌性 C、中性 D、喜光性 • 2.下列树种中属于耐荫树种的有( ) • A、云杉 B、白桦 C、红松 D、侧柏 E、落叶松 • 二、判断题 • 1.樟子松属于喜光性树种。 • 2.耐荫树种要求比较湿润肥沃土壤环境。
根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照 植物、短日照植物、中性植物。
（1）长日照植物：
是指在日照时间长于一定数值（一般12～14小
时）才能开花的植物，如落叶松、冬小麦、大麦 、油菜和甜菜等，而且光照时间越长，开花越早 。
（2）短日照植物：
则是日照时间短于一定数值（一般8～ 12小时）才能开花的植物，如茶树、水 稻、棉花、大豆和烟草等。 （3）中日照植物：开花要求昼夜长短 比例接近相等（12小时左右），如甘蔗 等。
•散射辐射强度主要决定于太阳高度 角和大气透明度，同时还与云量、 海拔高度等有关。
•太阳高度角愈大，照射在散射质点 上的太阳辐射能越多，被散射得也 愈多。
•散射辐射强度随海拔高度增高而减 少。
（三）太阳总辐射
• 两者之和称为太阳总辐射Q(Q=S′+ D)。
• 总辐射也随太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高 度等因子而变化。
• 不同树种的光饱和点和光补偿点有很大差异，并随 环境条件、植物年龄和生理状态有一定幅度的变动 。 • 补偿点和光饱和点木的发育也有很大的影响
同一树种，树冠南侧和上部所结种子， 比北侧和下部所结种子不仅多而且品质 好。

秋分日，太阳直 射于赤道
从夏至日到秋 分日，太阳直
射点往南移动， 北半球昼变
短夜变长，但 昼长仍然大于
长，到秋分日， 全球昼夜等 长，各为12小 时
冬至日，太阳直射 于南回归线
从秋分日到冬至 日，太阳直射点 仍然往南移动， 北半球昼继续变 短，夜继续变长， 昼长小于夜长， 至冬至日，正午 太阳高度达到一 年中的最小值北 极圈及其以北地 区，出现极夜现 象。南半球相反。
春分日，太阳 直射于赤道
正午太阳高度自赤 道向两两极递减
全球昼夜等长
夏至日，太阳直射 于北回归线
从春分日到夏至日， 北半球昼变长，夜 变短，昼长大于夜 长，至夏至日，北 回归线及其以北各 纬度，正午太阳高 度达到最大值，昼 长达到一年中的最 大值，北极圈及其 以北地区，出现极 昼现象。南半球相 反．
太阳 直接 辐射
到达地面太阳的辐射=天空散射辐射+太 阳直接辐射。
地面接收太阳辐射的多少受以下因 素的影响：
• 太阳高度角 (太阳平行光线与地平面的
交角称为太阳高度角)
• 大气透明度 • 云量和海拔高度 • 太阳直接辐射的时空变化
（二）太阳辐射的变化规律
• 1.太阳变化的日变化：夜间为零，清晨随太阳高 度角的增大逐渐增强，正午时，达到最强为最大 值。午后有逐渐减弱，到夜间又变为零。
雨水 春分 谷雨 小满 夏至 大暑 处暑 秋分 霜降 小雪 冬至 大寒
芒种：6月5日-- 6月7 日
麦类作 物成熟 秋作物 忙于播 种。
二十四节气—夏至
立春 雨水
惊蛰 春分
清明 立夏 芒种 小暑
谷雨 小满 夏至 大暑
炎夏 到来 白昼 最长
立秋 处暑
白露 秋分

4、太阳辐射总量在空间上的变化 一天内，一般在中纬度地区，夏季太阳辐射日 总量大 ，冬季太阳辐射日总量小；中高纬度不同地 区太阳辐射日总量最大值可能出现在春季或秋季； 在低纬度地区日总量的变化不大 。 一年中，太阳辐射年总量一般随纬度的增高而 减少 。
（五）地面对太阳辐射的反射和吸收 1、地面的反射辐射:
(四)到达地面的太阳辐射强度
1、到达地面的太阳辐射的组成 经过大气减弱后 投射到地面的太阳辐射由两部分组成，即太阳直接 辐射和散射辐射。
直接辐射是指以平行光线的形式直接投射到地面的太阳辐 射。直接辐射照度是指单位面积，在单位时间内所接受的 直接辐射，用Sˊ表示。 散射辐射是指经散射后，由天空投射到地面的太阳辐射。散 射辐射照度是指单位面积，在单位时间内所接受的散射辐射， 用D表示。 直接辐射与散射辐射之和，称为总辐射。直接辐射照度与散 射辐射照度之和称为总辐照度（Q）。 即 Q = S'+ D （1-4）
（一）太阳辐射光谱
太阳辐射光谱： 太阳辐射能随波长的 分布曲线称之。 图中实线是大气上界 的太阳辐射光谱，太 阳辐射能绝大部分集 中在波长150— 4000nm之间，占太阳 辐射总能量的99%。
紫外线区 （λ<400nm） 能量占总能量 的7%，具有化 学效应，全部 到达地面有毁 灭生物的作用， 幸大气中O3层 吸收而到达地 面的极少，它 具有杀菌消毒， 促进种子萌发 的作用。
• 夏至日 太阳直射北 回归线，北半球昼长 夜短，纬度愈高，白 昼愈长，在北极圈内 （66.5°N）为24h白 昼，称极昼现象；南 半球则相反。此时， 北半球为夏季，南半 球为冬季。
化，冬短夏长，春秋介于二者间；② 夏季昼长随纬度升高而 增长，冬季昼长随纬度升高而缩短，春、秋分则不随纬度升高 而变。