ICS07.060 A47 中华人民共和国国家标准 GB/T31156—2014 太阳能资源测量 总辐射 Solarenergyresourcesmeasurement—Globalradiation 2014-09-03发布 2015-01-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅱ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 太阳能资源观测站址要求 2 ……………………………………………………………………………… 5 测量仪器 2 ………………………………………………………………………………………………… 6 总辐射表的安装与维护 3 ………………………………………………………………………………… 7 测量数据的采集 3 ………………………………………………………………………………………… 8 测量数据的处理 4 ………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 可能的总辐射日辐照量表 6 ……………………………………………………… 附录B(规范性附录) 太阳能资源(总辐射)观测月报表样式 7 ………………………………………… 参考文献 10 ……………………………………………………………………………………………………GB/T31156—2014 前 言 本标准根据GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国气象局提出。 本标准由全国气象防灾减灾标准化技术委员会(SAC/TC345)归口。 本标准起草单位:国家气候中心、中国气象局公共气象服务中心、中国气象科学研究院、中国气象局 气象探测中心。 本标准主要起草人:祝昌汉、张纬敏、申彦波、边泽强、高歌、赵东。 ⅠGB/T31156—2014 引 言 目前国内在太阳能资源(总辐射)测量上,各部门、各地使用方法不尽相同,标准不统一,可靠性也 差。执行本标准可以为我国太阳能资源(总辐射)的时空分布提供有一个统一、客观、可靠的评估基础, 以便更好地开发利用太阳能。 本标准编制目的是,根据太阳能利用的需求,编制太阳能资源(总辐射)测量相对独立的并具有普适 性和可操作性的观测标准,同时要与现有气象辐射观测网的仪器设备、观测规范以及观测资料的精度保 持一致,确保总辐射观测资料序列的均一性和比较性。 ⅡGB/T31156—2014 太阳能资源测量 总辐射 1 范围 本标准规定了太阳能资源总辐射测量中观测站址要求、测量仪器、总辐射表的安装与维护、测量数 据的采集以及测量数据整理。 本标准适用于太阳能资源(总辐射)测量,气象观测中总辐射观测可参考使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T19565—2004 总辐射表 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 太阳能资源 solarenergyresource 可转化成热能、电能、化学能等以供人类利用的太阳能。 3.2 辐[射]照度 irradiance E 物体在单位时间、单位面积上接收到的辐射能。 注:辐[射]照度的测量单位为瓦[特]每平方米(W·m-2)。 3.3 辐照量 irradiation H 在给定时间段内辐照度的积分总量。 注1:辐照量的测量单位为焦[耳]每平方米(J·m-2)。 注2:过去常用曝辐量表示,目前在太阳能资源领域不推荐使用。 3.4 总辐射 globalradiation 总日射 globalsolarradiation G 水平面从上方2π立体角范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和。 3.5 高度角 altitudeangle;elevationangle 在某天体所在处地平经圈上,该天体与地平圈之间的夹角。 注:以地平圈为基点,向上为正,向下为负,单位为度(°)、分(')、秒(″)。 1GB/T31156—2014 3.6 太阳高度角 solaraltitudeangle;solarelevationangle h 日面中心的高度角。 3.7 灵敏度 sensitivity 仪器达到稳定后,输出的电信号与总辐射的比值。 注:单位为(μV·W-1·m-2)。 [GB/T19565—2004,定义3.4] 3.8 响应时间 responsetime 当仪器输入有阶跃变化时,仪器输出从一个稳态值到另一个稳态值所需的时间。 注:单位为秒(s)。 [GB/T19565—2004,定义3.5] 3.9 余弦响应 cosineresponse 入射光线方向随天顶角的变化引起的灵敏度变化。 [GB/T19565—2004,定义3.6] 3.10 地方平均太阳时[地平时] localmeansolartime 不同经度各地的平均太阳时。 4 太阳能资源观测站址要求 4.1 应在开展太阳能利用的当地选择观测地点。 4.2 测量仪器感应面上方应无任何障碍物,观测站周边任何障碍物的影子不应投射在测量仪器感应面 上,测量仪器不应靠近浅色墙面或其他易于反射阳光的物体,也不应暴露在人工辐射源之下。应是观测 维护人员易于到达的地方。 4.3 不应有高度角超过5°的障碍物,特别是在全年之中日出日落时的方位角范围内。 5 测量仪器 5.1 测量仪器组成 测量太阳能资源(总辐射)的仪器包括总辐射表和采集器。总辐射表由感应件、玻璃罩和附件组成。 总辐射表的组成及技术要求见GB/T19565—2004。 5.2 总辐射表 应达到如下指标: a) 光谱范围:0.30μm~3.0μm; b) 灵敏度:7μV·W-1·m-2~14μV·W-1·m-2; c) 响应时间:不大于60s(99%响应); d) 年稳定性:不大于5%; e) 余弦响应:太阳高度角为10°时,余弦响应误差不大于10%;太阳高度角为30°时,余弦响应误 差不大于5%。 2GB/T31156—2014 5.3 采集器 测量准确度应高于0.5%,应能连续采集各种辐射值的辐照度,累计并存储时﹑日辐照量,并能挑出 该日最大辐照度与出现时刻。 6 总辐射表的安装与维护 6.1 安装 6.1.1 水平安装 总辐射表应牢固安装在距地面约1.50m专用的台柱上,下部牢固埋入地中,即使台柱受到严重冲 击振动(如大风等),也不改变仪器的水平状态。 仪器安装后,用导线将接线柱、记录仪表连接,接线柱朝北,有一根连接机体,用于连接电缆的屏 蔽层。 6.1.2 倾斜安装 必要时可将总辐射表朝南倾斜安置,其感应面的倾斜角可为观测点所在纬度的角度,也可将总辐射 表朝南垂直地面90°立面安装。 具体的安装步骤同6.1.1。 6.2 维护 每日上、下午至少各一次对总辐射表进行以下检查和维护: a) 仪器是否水平,倾斜角是否正常,感应面与玻璃罩是否完好等。 b) 仪器是否清洁。玻璃罩如有尘土、霜、雾、雪和雨滴时,应用镜头刷或麂皮及时清除干净,注意 不应划伤或磨损玻璃。 c) 玻璃罩不能进水,罩内也不应有水汽凝结物。检查干燥器内硅胶是否变潮(由蓝色变成红色或 白色),如变潮应及时更换。受潮的硅胶,可在烘箱内烤干变回蓝色后再使用。 d) 总辐射表防水性能较好,但如遇强雷暴等恶劣天气时,应加强巡视,发现问题及时处理。 6.3 检定 总辐射表应有法定计量机构给出的检定证书方可使用,通常检定周期为2年。 7 测量数据的采集 7.1 数据采集时间 总辐射测量通常采用地方平均太阳时,每天从日出开始到日落连续测量。 7.2 数据采集方法 辐射测量通常采集到的数据是电压值,根据式(1)计算出辐照度。然后将辐照度累计得出时或日辐 照量。 E=V/K …………………………(1) 式中: E———辐照度,单位为瓦[特]每平方米(W·m-2); 3GB/T31156—2014 V———电压的微压值,单位为微伏(μV); K———仪器的灵敏度,单位为微伏每瓦[特]每平方米(μV·W-1·m-2)。 7.3 自动数据采集 辐射量采样速率为每分钟6次,去掉1个最大值和1个最小值,用余下的4个样本求出平均值,作 为该分钟的平均值,平均观测值再乘以60s为该分钟的辐照量。 8 测量数据的处理 8.1 测量数据处理原则 8.1.1 不应对原始数据作任何删改或增减。 8.1.2 及时发现并处理纪录缺漏和失真,及时检修或更换仪器,并记录相应时间和说明原因。 8.2 观测记录的质量检查 8.2.1 检查方法 太阳能资源观测站对观测记录的质量检查,以本站本月记录为主。检查方法包括极值检查、相关性 检查等。 8.2.2 极值检查 总辐射最大辐照度对平原地区应小于1400W·m-2,高山地区应小于1600W·m-2。 总辐射日辐照量理论上应小于可能的总辐射日辐照量,见表A.1。在海拔高度、云及大气透明度等 因子特殊组合情况下,总辐射日辐照量可能会大于相应可能的总辐射日辐照量,但冬季不应超过相应可 能的总辐射日辐照量120%,夏季不应超过相应可能的总辐射日辐照量115%。 8.2.3 相关性检查 应对相关数据