汪婷婷　張梅　王靜

摘 要：以中國9個不同地理位置和氣候環(huán)境的典型城市為對象，采用Hay散射模型，對散射輻射量在光伏發(fā)電中固定式支架的最佳傾角和傾斜面上接收到的輻射量計算過程中發(fā)揮的作用進行分析和研究，得出在光伏發(fā)電中，散射輻射量在總輻射量中占不同比例時，最佳傾角和緯度的關系及不同角度時總輻射量的變化規(guī)律。

關鍵詞：散射；最佳傾角；總輻射量；發(fā)電系統(tǒng)

中圖分類號：TM914.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0037-03

太陽照射到地面上的輻射量可以分為直接輻射量和散射輻射量兩種。其中，直接輻射量是平行的太陽光線直接照射產生的輻射量，而散射輻射量是由太陽光照射到大氣層中的水分子、氣體分子和灰塵顆粒后方向發(fā)生偏移產生的。由于水分子、氣體分子和灰塵顆粒分布具有雜散性，使得偏轉后太陽光線的方向變得雜散。光伏發(fā)電主要是對照射到電池板上的直接輻射量和散射輻射量完成光電轉化后進行發(fā)電。國內普遍對直接輻射量的利用比較關注，而往往忽略了散射輻射量在光伏發(fā)電中的作用。

在我國，除了個別氣候條件極好或極差的區(qū)域，大部分地區(qū)水平面上的散射輻射量所占比例均在50%左右。在近30年里，全國大部分地區(qū)污染加重，空氣中漂浮顆粒物增加，散射輻射量所占比例越來越高，所以，研究散射輻射量在光伏發(fā)電中的影響具有很大的實用價值。

本文以中國9個城市（拉薩、沈陽、西安、烏魯木齊、哈密、成都、廣州、長沙和上海）的輻射量數(shù)據(jù)為基礎，對散射輻射量在光伏發(fā)電中所占的比例和對其造成的影響進行了分析。分析在這些城市的氣候條件下，散射在光伏發(fā)電中的影響，這樣有助于了解散射輻射量在不同氣候、不同區(qū)域內對光伏發(fā)電產生的影響。合理處理這種影響，可以根據(jù)不同的氣候條件更好地完成光伏設計。

1 散射輻射量對最佳傾角的影響

在光伏發(fā)電中，需要把水平面上的輻射量轉化為傾斜面上接收的輻射量。現(xiàn)在國際上比較認可的轉化算法都需要分別轉化直接輻射量和散射輻射量。直接輻射量是按照太陽光線與電池板的夾角進行折算的，算法已經(jīng)非常成熟了；散射輻射量的轉化算法有很多，比較成熟、使用范圍比較廣的有Perez散射模型和Hay散射模型。這兩種模型都認為散射為天空非各向同性的，即任意面上接受到的散射量是不一致的，而在太陽光盤附近的散射輻射量有一定的增強。Perez模型對輻射量數(shù)據(jù)的要求比較高，要有非常詳細的輻射量數(shù)據(jù)，相對的Hay模型要求的數(shù)據(jù)量要小很多。在國內，氣象站開始輻射量測量普遍比較晚，很多地區(qū)的輻射量數(shù)據(jù)不全，所以，Hay模型更適用于中國。本文中采取Hay模型，根據(jù)月代表日的輻射量對水平面上的輻射量進行轉化。

根據(jù)國內9個典型城市的氣象數(shù)據(jù)，采用Hay模型計算得到這9個城市采用固定式支架時的最佳傾角如表1所示，電池板統(tǒng)一面向赤道布置，既傾斜面的方位角為0°。

從表1中可以看出，文中所選的9個城市包含了全國比較典型的幾種氣象環(huán)境，緯度從23.1°～42.8°N，經(jīng)度從91.1°～123.5°E，水平面上散射輻射量在總輻射量中所占的比例從36.2%～72.7%，這就使得分析的結果更加準確、可信。

摘 要：以中國9個不同地理位置和氣候環(huán)境的典型城市為對象，采用Hay散射模型，對散射輻射量在光伏發(fā)電中固定式支架的最佳傾角和傾斜面上接收到的輻射量計算過程中發(fā)揮的作用進行分析和研究，得出在光伏發(fā)電中，散射輻射量在總輻射量中占不同比例時，最佳傾角和緯度的關系及不同角度時總輻射量的變化規(guī)律。

關鍵詞：散射；最佳傾角；總輻射量；發(fā)電系統(tǒng)

中圖分類號：TM914.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0037-03

太陽照射到地面上的輻射量可以分為直接輻射量和散射輻射量兩種。其中，直接輻射量是平行的太陽光線直接照射產生的輻射量，而散射輻射量是由太陽光照射到大氣層中的水分子、氣體分子和灰塵顆粒后方向發(fā)生偏移產生的。由于水分子、氣體分子和灰塵顆粒分布具有雜散性，使得偏轉后太陽光線的方向變得雜散。光伏發(fā)電主要是對照射到電池板上的直接輻射量和散射輻射量完成光電轉化后進行發(fā)電。國內普遍對直接輻射量的利用比較關注，而往往忽略了散射輻射量在光伏發(fā)電中的作用。

在我國，除了個別氣候條件極好或極差的區(qū)域，大部分地區(qū)水平面上的散射輻射量所占比例均在50%左右。在近30年里，全國大部分地區(qū)污染加重，空氣中漂浮顆粒物增加，散射輻射量所占比例越來越高，所以，研究散射輻射量在光伏發(fā)電中的影響具有很大的實用價值。

本文以中國9個城市（拉薩、沈陽、西安、烏魯木齊、哈密、成都、廣州、長沙和上海）的輻射量數(shù)據(jù)為基礎，對散射輻射量在光伏發(fā)電中所占的比例和對其造成的影響進行了分析。分析在這些城市的氣候條件下，散射在光伏發(fā)電中的影響，這樣有助于了解散射輻射量在不同氣候、不同區(qū)域內對光伏發(fā)電產生的影響。合理處理這種影響，可以根據(jù)不同的氣候條件更好地完成光伏設計。

1 散射輻射量對最佳傾角的影響

在光伏發(fā)電中，需要把水平面上的輻射量轉化為傾斜面上接收的輻射量?，F(xiàn)在國際上比較認可的轉化算法都需要分別轉化直接輻射量和散射輻射量。直接輻射量是按照太陽光線與電池板的夾角進行折算的，算法已經(jīng)非常成熟了；散射輻射量的轉化算法有很多，比較成熟、使用范圍比較廣的有Perez散射模型和Hay散射模型。這兩種模型都認為散射為天空非各向同性的，即任意面上接受到的散射量是不一致的，而在太陽光盤附近的散射輻射量有一定的增強。Perez模型對輻射量數(shù)據(jù)的要求比較高，要有非常詳細的輻射量數(shù)據(jù)，相對的Hay模型要求的數(shù)據(jù)量要小很多。在國內，氣象站開始輻射量測量普遍比較晚，很多地區(qū)的輻射量數(shù)據(jù)不全，所以，Hay模型更適用于中國。本文中采取Hay模型，根據(jù)月代表日的輻射量對水平面上的輻射量進行轉化。

根據(jù)國內9個典型城市的氣象數(shù)據(jù)，采用Hay模型計算得到這9個城市采用固定式支架時的最佳傾角如表1所示，電池板統(tǒng)一面向赤道布置，既傾斜面的方位角為0°。

從表1中可以看出，文中所選的9個城市包含了全國比較典型的幾種氣象環(huán)境，緯度從23.1°～42.8°N，經(jīng)度從91.1°～123.5°E，水平面上散射輻射量在總輻射量中所占的比例從36.2%～72.7%，這就使得分析的結果更加準確、可信。

摘 要：以中國9個不同地理位置和氣候環(huán)境的典型城市為對象，采用Hay散射模型，對散射輻射量在光伏發(fā)電中固定式支架的最佳傾角和傾斜面上接收到的輻射量計算過程中發(fā)揮的作用進行分析和研究，得出在光伏發(fā)電中，散射輻射量在總輻射量中占不同比例時，最佳傾角和緯度的關系及不同角度時總輻射量的變化規(guī)律。

關鍵詞：散射；最佳傾角；總輻射量；發(fā)電系統(tǒng)

中圖分類號：TM914.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0037-03

太陽照射到地面上的輻射量可以分為直接輻射量和散射輻射量兩種。其中，直接輻射量是平行的太陽光線直接照射產生的輻射量，而散射輻射量是由太陽光照射到大氣層中的水分子、氣體分子和灰塵顆粒后方向發(fā)生偏移產生的。由于水分子、氣體分子和灰塵顆粒分布具有雜散性，使得偏轉后太陽光線的方向變得雜散。光伏發(fā)電主要是對照射到電池板上的直接輻射量和散射輻射量完成光電轉化后進行發(fā)電。國內普遍對直接輻射量的利用比較關注，而往往忽略了散射輻射量在光伏發(fā)電中的作用。

在我國，除了個別氣候條件極好或極差的區(qū)域，大部分地區(qū)水平面上的散射輻射量所占比例均在50%左右。在近30年里，全國大部分地區(qū)污染加重，空氣中漂浮顆粒物增加，散射輻射量所占比例越來越高，所以，研究散射輻射量在光伏發(fā)電中的影響具有很大的實用價值。

本文以中國9個城市（拉薩、沈陽、西安、烏魯木齊、哈密、成都、廣州、長沙和上海）的輻射量數(shù)據(jù)為基礎，對散射輻射量在光伏發(fā)電中所占的比例和對其造成的影響進行了分析。分析在這些城市的氣候條件下，散射在光伏發(fā)電中的影響，這樣有助于了解散射輻射量在不同氣候、不同區(qū)域內對光伏發(fā)電產生的影響。合理處理這種影響，可以根據(jù)不同的氣候條件更好地完成光伏設計。

1 散射輻射量對最佳傾角的影響

在光伏發(fā)電中，需要把水平面上的輻射量轉化為傾斜面上接收的輻射量?，F(xiàn)在國際上比較認可的轉化算法都需要分別轉化直接輻射量和散射輻射量。直接輻射量是按照太陽光線與電池板的夾角進行折算的，算法已經(jīng)非常成熟了；散射輻射量的轉化算法有很多，比較成熟、使用范圍比較廣的有Perez散射模型和Hay散射模型。這兩種模型都認為散射為天空非各向同性的，即任意面上接受到的散射量是不一致的，而在太陽光盤附近的散射輻射量有一定的增強。Perez模型對輻射量數(shù)據(jù)的要求比較高，要有非常詳細的輻射量數(shù)據(jù)，相對的Hay模型要求的數(shù)據(jù)量要小很多。在國內，氣象站開始輻射量測量普遍比較晚，很多地區(qū)的輻射量數(shù)據(jù)不全，所以，Hay模型更適用于中國。本文中采取Hay模型，根據(jù)月代表日的輻射量對水平面上的輻射量進行轉化。

根據(jù)國內9個典型城市的氣象數(shù)據(jù)，采用Hay模型計算得到這9個城市采用固定式支架時的最佳傾角如表1所示，電池板統(tǒng)一面向赤道布置，既傾斜面的方位角為0°。

從表1中可以看出，文中所選的9個城市包含了全國比較典型的幾種氣象環(huán)境，緯度從23.1°～42.8°N，經(jīng)度從91.1°～123.5°E，水平面上散射輻射量在總輻射量中所占的比例從36.2%～72.7%，這就使得分析的結果更加準確、可信。