意义和用途
4.1 太阳能的吸收率、反射率和透射率是材料降解研究、太阳能热系统性能、太阳能光伏系统性能、生物学研究和太阳模拟活动中的重要因素。这些光学特性通常是波长的函数,因此在计算太阳加权特性之前,需要知道太阳辐射通量的光谱分布。为了比较不同产品的相对性能,或者比较产品在经受风化或其他暴露条件前后的性能,需要一个参考标准太阳光谱分布。
4.2 这些表格提供了适用于确定材料、太阳能热系统、太阳能光伏系统及其他系统相对光学性能的标准光谱辐照度分布。这些表格可用于评估组件和材料,以进行太阳模拟,尤其适用于需要直接或半球(即直接光束加散射天空)光谱太阳辐照度的情况。但是,这些表格并非旨在用作使用人造光源进行室内材料暴露测试时紫外辐射的基准。
4.3 直接光谱和半球倾斜光谱的总积分辐照度分别为 896.99 W·m⁻²和1001.92 W·m⁻² 。需要注意的是,在光伏应用中,只需将振幅调整 -0.2% 即可使半球辐照度达到标准报告条件 1000 W· m⁻²。
4.4 先前定义的面向太阳、倾斜37°的平面的全球半球参考光谱(G159)很好地满足了平板光伏研究、开发和产业界的需求。对现有条件和测量光谱的研究表明,该全球半球参考光谱在实际应用中可在多种条件下获得,并且这些条件可以代表多种大气参数组合。利用X1.4中的输入参数,可以通过改进光谱波长范围、统一光谱间隔以及与光谱间隔等效的光谱分辨率,来近似(但并非完全精确)地重现先前的全球半球参考光谱。
4.5图 1 显示了 SMARTS 2.9.9 版模型在指定条件下生成的参考光谱。表 1显示了生成参考光谱所需的确切输入文件结构。
4.6 与先前的标准光谱(G159)的差异可总结如下:
4.6.1 紫外光谱范围扩展(低至 280 nm,而不是 305 nm),
4.6.2 更高的分辨率(2002 个波长,而之前为 120 个波长),
4.6.3 恒定间隔(400 nm 以下 0.5 nm,400 nm 至 1700 nm 之间 1 nm,400 nm 至 1700 nm 以上 5 nm),
4.6.4 更好地定义大气散射和气体吸收,并考虑更多种类的气体,
4.6.5 更清晰的地外生命光谱
4.6.6 更真实的地面光谱反射率,
4.6.7 气溶胶光学厚度降低,从而产生显著更大的直接法向辐照度,
4.6.8 直接辐照度的实用定义,包括太阳中心 2.5° 范围内的环日辐照度,以匹配当前日射强度计的测量结果( 7 )。
范围
1.1 这些表格包含地面太阳光谱辐照度分布,适用于需要标准参考光谱辐照度的地面应用,这些标准参考光谱辐照度是指入射到朝阳、倾斜37°表面(包括直射和散射分量)上的半球太阳辐照度或法向直射光谱辐照度。表格中的数据反映了具有均匀波长间隔的参考光谱(400 nm以下为0.5纳米(nm),400 nm至1700 nm之间为1 nm,1702 nm为中间波长,1705 nm至4000 nm之间为5 nm间隔)。数据表代表了有利于光伏(PV)发电以及风化和耐久性测试应用的合理晴朗大气条件。
1.2 选择面向太阳的倾斜表面的 37° 坡度来代表美国本土 48 个州的平均纬度。
1.3 选择气团和大气消光参数旨在提供:(1)与先前标准光谱的历史连续性;(2)基于现代宽带太阳辐射数据、大气廓线以及对气溶胶光学厚度廓线的深入了解,提供有利于光伏发电或风化耐久性测试的合理无云大气条件。在自然界中,即使在无云的天空下,也可能遇到极其广泛的大气条件。根据一天中的时间、地理位置和不断变化的大气条件,可能会观察到与参考光谱的显著偏差。
1.4 本标准并非旨在解决与其使用相关的所有安全问题(如有)。本标准的使用者有责任在使用前建立适当的安全、健康和环境措施,并确定相关法规限制的适用性。
1.5 本国际标准是根据世界贸易组织技术性贸易壁垒(TBT)委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。