太陽輻射強度

大氣上界的太陽輻射強度取決於太陽的高度角、日地距離和日照時間。

太陽高度角愈大，太陽輻射強度愈大。因為同一束光線，直射時，照射面積最小，單位面積所獲得的太陽輻射則多；反之，斜射時，照射面積大，單位面積上獲得的太陽輻射則少。太陽高度角因時、因地而異。一日之中，太陽高度角正午大於早晚；夏季大於冬季；低緯地區大於高緯度地區。

日地距離是指地球環繞太陽公轉時，由於公轉軌道呈橢圓形，日地之間的距離則不斷改變。地球上獲得的太陽輻射強度與日地距離的平方呈反比。地球位於近日點時，獲得太陽輻射大於遠日點。據研究，1月初地球通過近日點時，地表單位面積上獲得的太陽輻射比7月初通過遠日點時多7%。

太陽輻射強度與日照時間成正比。日照時間的長短，隨緯度和季節而變化。

1. 太陽高度角或緯度：太陽高度角越大，穿越大氣的路徑就越短，大氣對太陽輻射的削弱作用越小，則到達地面的太陽輻射越強;太陽高度角越大，等量太陽輻射散佈的面積越小，太陽輻射越強。例如，中午的太陽輻射強度比早晚的強。

2. 海拔高度：海拔越高空氣越稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用越小，則到達地面的太陽輻射越強。例如，青藏高原是我國太陽輻射最強的地區。

3. 天氣狀況：晴天雲少，對太陽輻射的削弱作用小，到達地面的太陽輻射強。例如四川盆地多雲霧陰雨天氣，太陽輻射消弱強，太陽輻射成為我國最低值區。

4. 大氣透明度：大氣透明度高則對太陽輻射的削弱作用小，使到達地面的太陽輻射強。

5. 白晝時間的長短。

6. 大氣污染的程度：污染重，則對太陽輻射消弱強，到達地面太陽輻射少。 ^[1] 

發明專利 ^[2]  公開了電力系統新能源發電太陽輻射強度預測領域的一種基於雙重隨機理論的太陽輻射強度預測方法，用以解決太陽輻射強度預測領域研究中存在的問題。該方法為：首先根據模型計算歷史數據中各個時刻的雲遮係數；其次，計算各個雲層覆蓋率下的雲遮係數的隨機分佈及各個預測雲量數據下雲層覆蓋率的隨機分佈；再次，基於雙重模擬技術計算各個預測雲量對應的雲遮係數期望值及滿足不同置信水平的雲遮係數區間；最後，計算預測日各時刻有云天氣下的太陽輻射強度期望值及滿足不同置信水平的太陽輻射強度區間。針對雲層變化導致的太陽輻射強度不確定的問題，該發明為太陽輻射強度預測進而為光伏發電功率預測提出了一種新的思路，且效果比較理想。

發明專利 ^[3]  則提供一種反映太陽輻射強度變化特性的光伏出力隨機模型建模方法，包括以下步驟：確定太陽輻射強度變化特性；建立考慮太陽輻射強度變化特性的太陽輻射強度模型；建立光伏陣列輸出功率模型。該發明所建立的光伏出力模型既可反映光伏出力隨着季節變化和晝夜交替表現出的規律性，又可反映因天氣等因素影響表現出的波動性和不確定性，使光伏出力更符合實際情況。

太陽輻射強度影響光伏系統的發電量，根據工程上常用的晶體硅太陽電池的數學模型，文獻 ^[4]  利用典型氣象年逐時數據，考慮太陽輻射強度的影響，利用Visual Basic語言編程分別計算了一天和一年中的光伏電池組件的發電量，並與不考慮輻射強度影響的峯值日照時數方法計算結果進行比較。結果表明：昆明地區考慮輻射強度的逐時計算結果與不考慮輻射強度的計算結果相差7.05%，光伏系統設計中必須考慮當地的太陽輻射強度分佈情況。

文獻 ^[5]  根據全國主要城市冬季各月典型日水平面上的太陽總輻射強度和散射輻射日總量，計算出全國主要城市冬季各月典型日大氣透明度和水平面上的散射輻射強度與垂直於太陽光線平面上的太陽直射輻射強度之比，進而計算出全國主要城市冬季各月典型日水平面和各朝向立面各時刻的直射輻射、散射輻射和總輻射強度。