太陽輻射監測類型、關系、區別、規格和選型

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能的重要指標。

（5）日照時數（Sunshine Duration）：一天內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。日照時數是反映一個地區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范圍（50%）和紅外區域（43%），紫外區能力少，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化為電能。為了改進技術提升光伏電池的轉換效率，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。

三個輻射參數之間的關系： GHI = DHI + (cosθ x DNI)

θ = Solar Zenith Angle（太陽天頂角）、0°is vertical、90°is horizontal

標準組織（ISO）和氣象組織（WMO）標準：

氣象、光伏、光熱配置選型

總輻射表系列

MS-40/60/80是EKO公司生產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域。

MS80M / MS60M / MS40M數字型日射強度儀，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公司生產的經典型日射強度計，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*技術設計，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域。
技術指標：

反照率傳感器
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，五年之內免標定，廣泛應用于氣象、科研、水文和農業研究等領域。
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、水文和農業研究等領域

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、水文和農業研究等領域

技術指標：

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。五年內設備的不穩定性小于0.5%，五年之內，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（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。

技術指標

STR系列跟蹤器

日本EKO-STR系列單/雙臂太陽追蹤系統可裝載各種類型的太陽輻射表，具有世界上的追蹤精度。重型STR-32G能承受4倍于STR-21G/22G的負載，約60kg。結合直接輻射表（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。該系統在氣象、環境、新能源和科學研究等領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置的GPS接收器。自動設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。

技術指標：

EKO BL-01 日照傳感器

BL-01日照計是日本EKO公司生產的新型記錄日照時長的傳感器，設計簡單，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，可在范圍內應用，廣泛應用于氣象、海洋、科研、光伏和新能源等領域。

技術指標：

工作區域：緯度（-90°~+90°）；經度（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或開關量

工作環境：-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），溫控系統使得設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）、光伏電池組敏感區等。 MS-711光譜儀具有單獨的電源，并可通過RS232／422由PC機或數據記錄器。標準的PC軟件提供了不同的功能，操作，數據管理和可視化。

技術指標：

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

大消耗：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

工作環境溫度：-10-40°C，濕度：（%）0-90 無冷凝

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、太陽能監控、光伏面板開發、環境保護與監測、氣溶膠分析、科學研究、氣象網絡、海洋光學、認證和運營管理,農業監控、紫外線指數測量、材料試驗甚至多和hyper-spectrafy成像。

技術指標：

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%

大輻照度：1366 W/㎡ (AM0)

非線性（0~1366W/m2）：<0.5%

非穩定性（年變化）：<0.5%

大數據掃描頻率：1HZ

工作溫度：-30～+65°C

濕度范圍：0～100%

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、串口太網或數據記錄儀

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據，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據采集器上使用，可以長期在野外進行連續觀測。

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]

大輻照度：1366 W/㎡(AM0)

非線性（0~1366W/m2）：<0.5%

非穩定性（年變化）：<0.5%

光譜測量誤差：每波段<5%

直接輻射測量誤差：<2%

氣象參數測量誤差：<3%

大數據掃描頻率：1HZ

工作溫度：-30～+65℃

濕度范圍：0～100%

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、串口太網或數據記錄儀