AM1.5与组件安装倾角 V1

1、 AM1.5与组件安装倾角1、标准测试条件与AM1.5（1）标准测试条件标准测试条件，英文简称STC,是指测试条件为：温度25,光强1000W/m2,大气质量AM1.5；组件铭牌、说明书以及销售、购买时的功率，均以STC下测试条件为基准。温度25、光强1000W/m2,都不难理解，但是大气质量AM1.5如何理解呢？（2）太阳辐射首先要了解太阳辐射（太阳光）：太阳辐射可近似的看为5777K时的黑体辐射，总辐射强度为1367亚/川2,如下图所示：05000500100015002000Wavelength,nmEumEIM加口匚E.pe二Eo3ds图1太阳辐射与黑体辐射灰色区域代表理想黑体的光谱范

2、围，黄色区域代表实际太阳光谱到达大气层外表面时的光谱范围。但太阳辐射在到达地球表面之前，还要穿过大气层，会被大气层中的气体分子及悬浮微粒所吸收、散射和反射而被削弱，以下图为例，红色区域为太阳辐射在海平面的实际情况：(eu/ee、m)aju匚3SolarRadiationSpectrum(eu/ee、m)aju匚325|2505007501000125015001750200022502500Wavelength(nm)图2大气层外光谱与海平面光谱对比（3）AM1.52505007501000125015001750200022502500Wavelength(nm)先对AM1.5进行直观的理解

3、：上图中黄色区域，即大气层外表面的太阳辐射，就是AM0,下图为AM0与AM1.5的对比：PhotonenergyeVeuklliPhotonenergyeVeuklli多】-1-I一5u(dpU.QJ虫PB二B1ndGO图3AM0与AM1.5光谱曲线对比可见AM1.5是一条光谱曲线，以下详细阐述AM的概念及计算方法：AM是airmass的缩写，也就是大气质量的意思。地球大气层外接受到的太阳辐射，未受到大气层的反射和吸收，称为大气质量为0的辐射，用AM0表示。由于太阳入射到地球不同维度的天顶角不同(入射光线与地面法线的夹角)，也即光程不同，因此相对的等效大气质量也不同。可以简单用公式AM公1/c

4、os(z),z为天顶角。由于要考虑到地球半径的不均匀性、大气层的不均匀性，以及z=90时AM并不会趋向于无穷大，实际AM的计算公式如下：AM(rcos)2-P2r-P1rcos2r=ReRE为地球半径，通常取6371kmyatm为大气层对AM的影响厚度，通常取9kmAM=4|上z+2r+1|effectiveRj+2+小-yatm为大气层对AM的影响厚度，通常取9kmAM=4|上z+2r+1|effectiveRj*IFLfj*Yum1=fit2+iftE5印+i2(CW2：4Sin1价2Rdm*rtm!JRe5CQSI*F口=必+N%5405Z-(aRtYm+51ii.Sulvyquddrl

5、k.tbr&:图4AM计算方法示意图通过计算，可得到AM1.5对应天顶角48.2，包括中国，欧洲，美国在内的大部分国家都处在这个中纬度区域。（4）为什么选择AM1.5虽然包括中国，欧洲，美国在内的大部分国家都处在这个中纬度区域，但是并不意味着这些区域始终是AM=1.5,例如在夏天的中午，会比1.5小不少，冬天的早上和晚上，会比1.5大不少，但是AM=1.5可以代表上述区域的年平均值。在上世纪70年代制定相关标准时，基于美国的记录数据，确定的AM=1.5的标准（来源：Gueymard,C.;Myers,D.;Emery,K.（2002）.Proposedreferenceirradiancesp

6、ectraforsolarenergysystemstesting.SolarEnergy73（6）：443-467.）之后光伏行业一直以AM1.5作为测试标准，并且在后续的ASTMG-173和IEC60904中又确定了这个值的沿用。（5）工厂测试仪中的AM1.5组件在出厂前，均要使用测试仪对组件进行基于STC的标定，温度25由工厂控制，而光强1000W/m2和人乂1.5由光源决定，即光源使组件表面均匀的接收到了1000W/m2和AM1.5的光照。无论将光源看成点光源、线光源还是面光源，光线都是垂直入射组件的，光强为1000W/m2,光谱分布为AM1.5。（即测试仪的AM1.5与入射角度无关，

7、是一种光谱分布）（6）光强1000W/m2和AM1.5的关系真实太阳光在AM1.5,会根据大气的污染程度有所变化，即便在理想模型中，AM1.5的光强也并不恰好是1000W/m2,但是根据ASTMG-173的规定，各种不同大气质量的光源均需将光强调整为1000W/m2,以便测试的标准统一（另行规定除外，例如NOCT的800W/m2）。如下图所示：ZAMrangeduetopollutionformula（I.1）ASTMG-173E11decreeW/m2W/m2W/m201367口513531S47.91601840.1150二99015呢1.040231.09300.1110二96016%I

8、1.020301.lEi780.1100-940士m10104531.41710.1060二SSO0%T9304S,2C1.56S0-1050=S7021油I19301000,41S60。P60970=770127%84070。2.9430.880=650+3领”打71075。3.8330.800=550+41%17620HO。5.6200.660=430+53%470051085.480=280+70%27090。3820图5AM与光照强度对应关系2、组件安装倾角组件安装倾角通常与所在地区的纬度接近，具体可以使用PVsys等专业软件进行模拟，可获得最大的光照时间和强度。但同时要考虑占地面积因

9、素，结合征地费用和上网电价综合考虑，使项目收益最大化。参考文献：并网电站光伏组件安装倾角的选择设计（来源：）3、并网电站光伏组件实测功率与工厂测试功率的差别以下内容不考虑组件产品质量、标准组件标定等其他因素，并且假定组件温度为25，仅从光强和大气质量探讨功率差别问题：图6已安装组件AM计算示意图对于已经按照最佳倾角。安装的组件，接收到太阳高度角为h的辐射，其太阳天顶角z=90-h（太阳高度角和太阳天顶角互为余角），根据公式工M二版产+2+1-rcosz和（Re为组件所在地球半径、刀为组件所在大气层对AM的影响厚度）计算大气质量AM,当结果为AM=1.5且空气颗粒物对光强作用结果恰巧使组件表面光强为1000W/m2,可得到与工厂模拟测试仪相同的组件功率。另两种情况也可得到与工厂模拟测试仪相同的组件功率：（1）太阳