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TRUWEL_BSRN3000型太陽輻射觀測站

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對輻射收支的*測量不僅對研究天氣和氣象學(xué)有著非常重要的意義,同時還有助于了解地球氣候系統(tǒng)以及人類對氣候變化的影響。地面輻射監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星上的輻射觀測二者結(jié)合,便構(gòu)成了一個完整的地表輻射收支評估系統(tǒng)。地面輻射監(jiān)測能對衛(wèi)星上的輻射觀測進行有效的校準和修正,從...

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系統(tǒng)概述


對輻射收支的*測量不僅對研究天氣和氣象學(xué)有著非常重要的意義,同時還有助于了解地球氣候系統(tǒng)以及人類對氣候變化的影響。地面輻射監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星上的輻射觀測二者結(jié)合,便構(gòu)成了一個完整的地表輻射收支評估系統(tǒng)。地面輻射監(jiān)測能對衛(wèi)星上的輻射觀測進行有效的校準和修正,從而為觀測提供*有效的觀測數(shù)據(jù);同時對家庭和工業(yè)太陽能技術(shù)的發(fā)展提供直接依據(jù)。這樣的測量對于評估大氣輻射傳輸?shù)睦碚摲治鼋Y(jié)果、驗證氣候模式計算、研究地表輻射變化趨勢、農(nóng)業(yè)氣象及生態(tài)學(xué)研究也都是*的。與此同時,輻射的收支對于蒸發(fā)、植物蒸騰、水的循環(huán)研究等也具有及其重要的價值。

系統(tǒng)原理

輻射的測量分為太陽輻射測量和地球輻射的測量。

太陽輻射或稱短波輻射的測量可細分為天空總輻射(Eg↓)直接輻射(S)和散射輻射(Ed↓)( 備注:Eg↓= S+ Ed↓),在進行收支測量計算時,短波輻射還包括地面反射輻射(Er↑)。

地球輻射或稱長波輻射分為天空向下輻射(El↓)和地面向上輻射(El↑)。 收入輻射(E↓)= 天空總輻射(Eg↓)+天空向下輻射(El↓) ;支出輻射(E↑)= 地面反射輻射(Er↑) + 地面向上輻射(El↑) 。輻射收支的差為凈輻射(E*),凈輻射(E*)= 收入輻射(E↓)- 支出輻射(E↑)。

紫外輻射常常單獨測量,到達地面的紫外輻射分為兩類:UV-A(315-400nm)和UV-B(280-315nm),監(jiān)測地面的紫外輻射及其定量變化對于加強環(huán)境評估和公眾安全都有十分重要的意義。因此,WMO 強烈建議增加紫外輻射監(jiān)測進行國家紫外指數(shù)的預(yù)報。

我們的基準輻射站是參照世界氣象組織世界氣候研究計劃(WCRP)下墊面輻射基準站網(wǎng)(BSRN)的要求建立起來的?;鶞瘦椛湔咀鳛槲覈妮椛錅y量基準,可用于其他太陽輻射資料的校準,能適應(yīng)國家氣候監(jiān)測網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求,滿足觀測數(shù)據(jù)的高精度和高穩(wěn)定性要求。同時,基準輻射站不僅可以作為我國一般輻射站的樣板和輻射科研的基地,而且還兼?zhèn)湓u價現(xiàn)存輻射數(shù)據(jù)的參照標準,為改進我國輻射觀測工作發(fā)揮應(yīng)有的作用。

基準輻射觀測主要包括:太陽總輻射、散射輻射、直接輻射、反射輻射、大氣長波輻射、地球長波輻射、

紫外輻射、光合有效輻射等輻射測量。除此之外,根據(jù)需要還會增加同步的常規(guī)氣象要素。嚴格地說,測量直接輻射和散射輻射必須采用太陽自動跟蹤系統(tǒng)(Tracker),而且對于輻射表而言需要加強制通風(fēng)罩,以保持探頭的身體溫度的相對穩(wěn)定,以及去除可能聚結(jié)在探頭上的雨露和霧氣。

系統(tǒng)特點

l 可以從前期到太陽能發(fā)電站全壽命期間*可靠運行,提供*可靠輻射數(shù)據(jù)

l 全天候雙軸定位,覆蓋太陽全天在天空的位置

l 全自動獨立運行,無需計算機或人為干預(yù)

l 高效率傳動系統(tǒng)不需維護

l 內(nèi)置GPS接收器,定位和對時

l 配備用于修正跟蹤位置的太陽感應(yīng)器,保證精準定位,保證大風(fēng)和震動導(dǎo)致的跟蹤器的微小移動及時糾偏

l 支持24VDC和90~264VAC兩種供電方式,在短期斷電下可采用UPS保證系統(tǒng)運行

l 工作溫度支持 -40 °C~85°C的嚴酷氣候特點;針對沙塵天氣的通風(fēng)罩可有效降低維護要求,能有效去除沙塵、露水、霜凍和降雪等

l 出廠前完成編程和測試,減少現(xiàn)場接線錯誤和縮短調(diào)試時間

l 符合國家太陽能監(jiān)測網(wǎng)的標準要求

l 符合輻射觀測網(wǎng)絡(luò)(BSRN)的技術(shù)要求、氣象組織(WMO)標準、ISO 9060-1990標準

l 支持有線、無線等多種數(shù)據(jù)傳輸方式,實時查看觀測數(shù)據(jù)

l 用戶可自動調(diào)整測量時間,自動記錄測量的輻射平均值、各測量要素均值、極值等。也可自定義存儲時間,輸出各種用戶要求的數(shù)值

l 可在跟蹤器上增設(shè)斜面總輻射表,對CPV和雙軸跟蹤平面太陽能板系統(tǒng)的效率有直接指導(dǎo)意義

l 可在數(shù)據(jù)采集器上直接讀取跟蹤器計算的太陽位置,給跟蹤式太陽能發(fā)電系統(tǒng)提供控制對比依據(jù)

l 設(shè)計參考“太陽能資源和氣象工程(solrmap)”和”國家可再生能源實驗室(NREL)“相關(guān)指南

系統(tǒng)配置


應(yīng)用案例

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)BSRN基準太陽輻射站實用案例介紹


內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)安裝了我司的BSRN基準太陽輻射站,該站點已正常運行近一年時間,性能良好,數(shù)據(jù)準確,有力的支持了該校在太陽輻射領(lǐng)域的科學(xué)研究。

系統(tǒng)技術(shù)方案說明

本系統(tǒng)適應(yīng)國家太陽能監(jiān)測網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求,滿足觀測數(shù)據(jù)高精度和高穩(wěn)定性的要求。采用傳統(tǒng)的全自動太陽跟蹤器配備和太陽定位探頭,達到輻射觀測網(wǎng)絡(luò)(BSRN)的技術(shù)要求。滿足根據(jù)國家氣象組織WMO標準,滿足標準化組織標準ISO9060-1990《太陽能—半球面總?cè)丈浔砗吞栔鄙浔淼囊?guī)范與分類》。

該系統(tǒng)能精準的測量太陽總輻射、直接輻射和天空散射輻射、天空長波輻射、凈輻射、紫外輻射、日照時數(shù)的觀測。同時系統(tǒng)能夠?qū)Υ髿庵械目傇屏炕虿煌茖拥木植吭屏窟M行監(jiān)測。系統(tǒng)的太陽光度計儀器,同時得到光譜數(shù)據(jù),包括:光學(xué)厚度、散射系數(shù)、氣溶膠分布、能量分布、通過大氣的吸收率等參數(shù)。

系統(tǒng)主要組成由數(shù)據(jù)采集器、直接輻射計、總輻射儀(帶強制通風(fēng)罩)、散射輻射表、紫外輻射表、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、空氣溫濕度傳感器、大氣壓力傳感器、太陽跟蹤器、太陽光度計、日照時數(shù)傳感器、云量雷達、長波輻射表、凈輻射傳感器、3米支架(帶各傳感器支架)、系統(tǒng)供電、軟件、通訊等。

相關(guān)案例圖片


參考文獻

1. 任艷男 王志敏 郭梟 田瑞; 基于BSRN的呼和浩特市太陽輻射數(shù)據(jù)分析; 《可再生能源》 2016年01期

2. 王晶晶; BSRN太陽能數(shù)據(jù)管理及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計研究; 《內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)》 2014年

3. 劉愛明;莫靜華;莊紅波;;以BSRN標準為核心的太陽輻射觀測平臺設(shè)計[J];廣東氣象;2010年03期



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