太阳辐射测量、太阳能资源评估、PV绩效评估和太阳能资源预测在新能源行业的应用

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·www.bljw-weather.com-北京博伦经纬科技发展有限公司全国热线：010-56187396 SWS-BSRN高精度太阳辐射监测方案(总辐射和光谱辐射) 北京博伦经纬科技发展有限公司 邮箱： bjbl88@163.com 1、太阳辐射监测站简介 高精度大气辐射监测 (SWS-BSRN)参照世界气象组织世界气候研究计划(WCRP)下垫面辐射基准站网(BSRN)的要求建立起来的。国际基准辐射站测量标准，可用于其他太阳辐射资料的校准，能适应国际气候监测网的业务需求，满足观测数据的高精度和高稳定性要求。 基准辐射观测主要包括太阳总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射、大气长波辐射、地球长波辐射、紫外辐射、光合有效辐射等辐射测量，除此之外，根据需要还会增加同步的常规气象要素。精确的测量直接辐射和散射辐射必须采用太阳自动跟踪系统，而且对于辐射表而言需要加强制通风罩，以保持探测器温度相对稳定，以及去除可能聚结在探头上的雨露和雾气。 基准辐射站采用日本 EKO 高品质辐射表和太阳追踪系统，严格满足 WMO 对于辐射测量精度和稳定性的要求，具备高可靠性、高准确性、易维护、易备份等特点。系统的配置可根据用户的实际测量需求进行增减，该系统由全自动太阳跟踪器、各种辐射传感器(总辐射表、散射辐射表和直接辐射表等)、采集系统及供电单元等辅助设备组成。 【应用领域/Applications】： ● 气象预报及服务 农业气象及生态研究 大气环境监测和研究 太阳能资源监测和评估 光伏产业等 2、太阳辐射监测解决方案 太阳辐射站(SWS-BSRN) 集成日本EKO 高精度辐射表和太阳追踪系统，用于监测直接辐射(DNI)、水平总辐射(GHI)和散射辐射(DHI)。产品包含列表如下： 产品名称 型号 品牌 用途 总辐射表 MS-410 EKO 用于测量水平总辐射(GHI) 散射辐射表 MS-410 EKO 用于测量散射辐射 (DHI) 反射辐射表 MS-410 EKO 用于测量反射辐射(RHI) 直接辐射表 MS-56 EKO 用于测量直接辐射(DNI) 净辐射表 MR-60 EKO 用于测量净辐射(NI) 太阳追踪系统 STR-22G EKO 双轴跟踪，拥有世界最高的追踪精度和低功耗 太阳遮挡球 MB-12-1 EKO 用于测量散射辐射时，遮挡太阳 数据采集 CR1000 Campbell 用于数据的采集和存储 太阳能充电系统 BL-S300W BOREO 300W太阳能板，用于野外观测为系统提供电力 蓄电池 BL-L1500W BOREO 1500W蓄电池，用于储存至少工作3天的电力 支架 BLJW BOREO 用于安装辐射监测系统 可选配置 Weather BOREO 用于气象要素观测 3、传感器及选配组件介绍： 2 邮箱： bjbl88@163.com 索引目录 (1)太阳追踪系统 (2)直接辐射表 (3)总辐射表 (4)光谱辐射表和光谱直接辐射表 (5)长波辐射测量 (MS202 长波辐射表) (6)地球净辐射测量 (7)全天空成像仪(SRF-02) (8)气象要素观测 (9)数据采集单元 (CR1000/数据采集器) (1)太阳追踪系统 日本 EKO-STR 系列单/双臂太阳追踪系统 (STR-21G/22G/32G)可装载各种类型的太阳辐射表，具有世界上最优秀的追踪精度。由于采用了闭路双轴追踪单元，即便在追踪系统未能安装在水平面上的情况下，也能准确的找到太阳的位置。重型 STR-32G能承受4倍于STR-21G/22G的负载，最大负载可达 60kg。结合直接辐射表 (DNI传感器)，遮挡组件以及总辐射表可以测量直接和散射辐射分量。 为便于安装和精确的太阳追踪，所有的 STR 太阳追踪器都有一个内置的 GPS 接收器。自动设置的位置坐标和时间信息可用来计算和控制其精确的对准太阳。标准的四象限太阳传感器可以补偿任何几何定位偏差，这也使得测量更为精确。 【STR系列太阳追踪器优点】： 北京博伦经纬科技发展有限公司 高精度：拥有世界上最高的精度和响应速度； 自带偏差补偿：标准四象限太阳传感器，可以补偿几何定位偏差，使得测量更为精确； 自动定位：自带 GPS接收器，自动设置位置坐标和时间信息，使其精确的对准太阳； 时刻对准太阳：当太阳被云等遮挡时，追踪器通过计算准确的对准太阳运行路径；在太阳出现时，使得直射表随时对准太阳； ● 操作灵活：可以通过 PC 指令完全控制或监控追踪器运行状态； 免维护：拥有世界上最先进的动力传递装置，可长期免维护；由于采用无动力带传递，系统不会因为环境温度变化引起过紧或者松弛而无法正常工作； 高适应性：全天候，高稳定性； 低功耗：可使用太阳能板供电。 【产品型号及参数/Specifications】： 型号 STR-21G STR-22G STR-32G 运动轴类型 单轴 双轴 双轴 跟踪精度 <0.01° (太阳高度：0~87°) 角度分辨率 0.009° 0.0036° 旋转角度 仰角(-15°~+95°)，方位角(0°~±180°) 扭矩 12 Nm 24(12+12)NNm 60(30+30)Nm 有效载荷 7kg 15kg 60kg 跟踪模式 Sun-sensor 模式， Calculation 模式自动选择 太阳敏感器模式的跟踪精度 ±0.01° 太阳辐射传感器领域 ±15° GPS 全球定位系统 内置 GPS GPS 全球定位系统精度 水平地面<15米 GPS全球定位系统启动时间 <5min 工作温度 -40℃~+80℃ 太阳位置计算高度 无限制 通讯 RS-232C， 9600bps， 8N1 电源要求 AC100~240V，50/60Hz， 50VA DC19~32V DC，20W (*电压功耗10W) 尺寸mm 430(W)x 380(D)x 440(H) 430(W)x380(D)x 250(H) 重量 14.5 kg 15.5kg 15 kg 太阳跟踪敏感器 内置 直接安装 标准 可选 三角支架 标准 可选 北京博伦经纬科技发展有限公司 (2)直接辐射表 直接辐射表采用日本 EKO 最新推出的 MS-56产品，该产品遵循国际标准化组织(ISO)和国际气象组织(WMO)的相关标准。每一个 MS56 在出厂时都会进行严格的标定。 它能够测量200~4000nm 波长的太阳辐射，配备的高品质连接装置使仪器的安装与维护都十分方便。出色的设计、优良的制造工艺、出众的性能使 MS56 成为测量太阳直接辐射的理想仪器。 【MS-56优点】： 在世界同类产品中，拥有最快的速响应速度； 自带温度补偿，观测精度更高； 热平衡探测器使得系统更稳定； 带有12V窗口加热，防止结霜和凝结； 优秀的设计和制备工艺使得产品拥有非常可靠的稳定性。 【产品型号及参数】： 型号 MS-56 ISO 9060 FirstClass WMO Good Quality ISO 9060标准等级 First Class First Class A 响应时间95% <1s <20 s <30s 热辐射偏移(200W/m) 0W/m² 一— — 温度偏移(5K/hr) <1 W/m² < 3 W/m² <4W/m² 非稳定性(年变化) <0.5% <1% <0.5% 非线形误差(100-1000W/m²) <0.5% <0.5% <0.5% 光谱选择性 (0.35-1.5Hm) <1% <1% <1% 温度响应(-20℃~+60℃) <0.5% 一 倾斜反应 (at 1000W/m²) <0.2% <0.5% <0.5% 灵敏度(wV/W/m²) 6~10 - 阻抗(Q) 大约5000 - 工作环境(°C) -40℃~+80℃ Cable length 10m - 光谱范围(>50%透光率) 200~4000 nm 北京博伦经纬科技发展有限公司 (3)总辐射表 总辐射表采用 EKO MS-802/402/410/602系列辐射表，其中MS-802/802F 拥有质量最高的玻璃罩以及创新的技术设计，并具备温度补偿功能，具有极高的相应速度和精度，能满足高级别应用到要求。该产品适用于对精度和稳定性要求极高的科学研究、气象监测网络、光伏电站太阳能监测和研究和极端恶劣环境下的测量。其中， MS-802F 是带有通风装置的产品，可以有效降低结霜、降雪和灰尘的影响。 MS-402/402F为一级辐射表，是目前市场上唯一一款带温度补偿的一等表，具有高精度和响应速度快等优点， MS-402F 是带有通风装置的产品，可以有效降低结霜、降雪和灰尘的影响。 MS410 与 MS-402相比，两者均为一级辐射表，并拥有相近的观测精度， MS410 则具有更高的性价比。适用于气象监测网、光伏电站太阳能监测和研究、高精度农林生态监测和研究、水文监测网和温室气候监测等。 MS602 为二级辐射表，它体积小巧、重量轻、安装简便，优质的4mm保护罩和全密封设计使其内部的热电偶能够避免外部环境的影响，并且能够在水下正常工作。适用于气象站日常测量、光伏电站太阳阳监测和研究、农林生态监测和现场环境测试等。 【MS-802/402/410/602系列辐射表优点】： 【产品型号及参数】： 型号 MS-802 /MS-802F MS-402 /MS-402F MS-410 MS-602 ISO 9060标准等级 SecondaryStandard First Class First Class SecondClass 响应时间95% <5 <8 <18 <17 热辐射偏移(200W/m²) + 6 W/m² +6 W/m² +6 W/m² + 10 W/m² 温度偏移(5K/hr) <2 W/m² <2W/m² < 2 W/m² <6 W/m² 非稳定性(年变化) <0.5% <0.5% <1.5% <1.7% 非线形误差(在1000W/m²) <0.2% <0.2% <1% <1.5% 方向误差(在1000W/m²) <10 W/m² <20 W/m² <20 W/m² <25KW/m² 光谱选择性(0.35-1.5Hm) <1% 温度响应(for 50°C band) 1% <1% <2% <2% 6邮箱： bj bl8 8@1 63. com 倾斜响应(at 1000W/m²) <0.2% <0.2% <2% <2% 分辨率(w/W/m²) 大约：7 大约：7 大约： 10 大： 7 阻抗(Q) 大约500 大约500 大约20-140 大约20-140 工作环境(°C) -40℃~+80℃ 线缆长度 10m 光谱范围(50%透光率) 285~2800nm 光谱范围(15%透光率) 275~3400nm (4)光谱辐射表和光谱直接辐射表 光谱辐射表采用 EKO MS-700辐射表。MS-700为全天候光栅光谱辐射计，适用于多种研究应用的室外连续观测。光谱范围 350-1050nm，可用于研究辐射、气溶胶特性、植被和海洋色度、光合有效辐射(PAR)、光伏电池组敏感区等。光谱直接辐射表 MS-700 DNI 用于监测太阳直接光谱辐射。 【产品型号及参数】： 型号 MS-700 MS-700 DNI 波长范围(nm) 350-1050 探头(像素) 256 光谱分辨率(数据格式) 1/5 nm 光谱分辨率(测量) 3.3nm，FWHM.10)1nm 波长精度 <0.3nm 响应时间(曝光时间) 10ms-5sec 孔径 180° 5° 坡度 一 1° 杂散光 0.15% 方向响应 <7% 温度响应(-10℃~+40℃) ±1% 控制温度 25+/-5°C 工作温度(℃) -10℃~+40℃ 型号 MS-202/MS-202F 类型 长波辐射表 反应时间(sec) 3 零偏移窗口加热(1000W/m²) +5 W/m² 温度偏移 (5K/hr) ±2W/m² 非稳定性(年变化) ±0.5% 非线形误差(在1000W/m²) ±1% 方向误差(在1000W/m²) ±10 W/m² 光谱选择性(0.35-1.5Hm) -2.10% 温度响应(for 50°C band) <±1% 倾斜响应(at 1000W/m²) K±0.2% 灵敏度((pV/W/m²) 4 阻抗(Q) 300 波长范围(>50%透光率) 4~50Hm 温度补偿 锂电池3V， CR123电池寿命来 通风罩MS-202F AC100，110，220V(50/60Hz)DC12，24V 工作温度(℃) -40℃~+80℃ 线缆长度 10m 北京博伦经纬科技发展有限公司 (6)地球净辐射测量 在气象应用中，红外辐射或者长波辐射指的是波长大于3.0um的电磁辐射。长波辐射在物理上与温度有关，并且在地球上所有物体都会发出长波辐射。而太阳的短波辐射的光谱范围则为 300nm-3um(占太阳辐射总能的的99.5%)。 日本 EKO MR-60 (Net Radiometer) 净辐射表和MF-11 (Net Pyradiameter)净辐射表通过直接测量每日的长波辐射和短波辐射，并计算得到净辐射量。用于大气辐射(云层/水蒸气和二氧化碳等发出的辐射)和地球与大气之间的净辐射交换的气象观测。净总辐射(短波+长波)通常由4个净辐射表或者单个净辐射表(其探测器能响应全波段)进行测量。地球长波辐射表使用厂一个半球朝上的探测器测量向下发射的长波辐射。净长波辐射和地气系统向下的发射辐射可由计算得到。在许气象/光伏/园艺/农业和工业等领域得到了广泛的使用。 【应用领域/Applications】： ● 气象观测 大气环境监测和研究 农业气象及生态研究 型号 MF-11/MF-11A MR-60 Type 类型 二分量净辐射 四分量净辐射 响应时间95%(sec) N/S 18 零偏移窗口加热(1000W/m²))(修正) N/S +25 温度偏移(5K/h) N/S 4 非稳定性(年变化) N/S ±1% 非线形误差(在1000W/m²) N/S 2，5% 方向误差(在1000W/m²) N/S N/S 光谱选择性 (0.35-1.5Hm) N/S N/S 温度响应(for 50°C band) N/S <6% 倾斜响应(at 1000W/m²) N/S 2% 灵敏度(wV/W/m²) ~7 (~25 Night time) ~7 阻抗(Q) 90 20 140 光谱范围(>50%透光率) 0.3 to >301Hm 0.3 to 50儿m 温度补偿 N/A N/A 电源要求 Blower fan VAC 100 N/A 工作温度 -20℃~+40℃ -40℃~+80℃ 线缆长度 10m 10m 邮箱： bjbl88@163.com 北京博伦经纬科技发展有限公司 *N/D-超过检测设备最小分辨率 *N/S-超过检测设备最小分辨率 *N/A-此检测项目没做 (7)全天空成像仪(SRF-02) 日本 EKO 全天空成像仪(型号：SRF-02)是近年推出的新一代全天空成像仪，拥有独特的技术优势，可以在无太阳遮挡装置以及太阳直射的情况下清晰的自动记录全天空云状分布，尽最大可能的保留了全天空云状分布的定量数据。 SRF-02 全天空成像仪控制软件中集成了先进的云检测算法和地平线确定工具，这些工具为用户提供了更大的灵活性和功能需要，例如可以通过软件定义天顶屏蔽、地物屏蔽区域或者用户感兴趣的区域，监测太阳的位置和光伏电站潜在的遮蔽物。 SRF-02 全天空成像仪具有180°[的宽阔视角(一般 全天空成像仪为160°)和高分辨率传感器(2Mresolution)，能够全自动记录全天空云况信息。由于太阳辐射穿过大气到达地面之前，受到云和气溶胶的阻挡而显著衰减， SRF-02 全天空成像仪则自动实时的捕捉全天空云图，并通过软件转换为定量云信息。 SRF-02 全天空成像仪可用于监测天气和云况变化、太阳能产能预报和光伏发电性能评估等，嵌入太阳能监测系统可以极大增强区域太阳能资源研究和预测的能力。 SRF-02全天空成像仪可以通过标准网卡接入互联网，并通过网络传送数据至服务器或者监控电脑上。该成像仪可以智能设定正常曝光时间和欠曝光时间，独特的设计使得全天空成像仪在无太阳遮挡而完全暴露在太阳光照之下正常记录天空云况信息。 SRF-02全天空成像仪具有良好的防水功能，并存在两种类型，，一种是安置了气泵和干燥盒，另一种为内置干燥盒。其中内置干燥盒的全天空成像仪适合应用在偏远、供电条件不足的地点。针对热带和副热带地区强烈的日照，可以选择性安置全天空成像仪防晒板。 【产品主要参数】： 参数及型号 SRF-02 主机 内嵌电脑主机/自动曝光 图像解析度及存储格式 1600 x 1200 pixels， JPEG 采样频率 可调(最快30s每张图像) 数据尺寸 每天60M(如果10分钟拍照一次) 操作系统 Win XP， Vista， Win 7 and Linux 通信方式 标准以太网 (TCP/IP) 软件 分布式操控软件，可以通过服务器控制多台成像仪， 北京博伦经纬科技发展有限公司 具有数据存储、显示和再处理功能。 防护 内置防水通风系统 尺寸及重量 20 x 20 x 20 cm / 3kg 通风气泵(可选) (1)230VAC 或(2)100VAC 防晒罩(可选) 大尺寸太阳防晒罩 供电及功耗(100 230 VAC) 12V/1A(加热装置开/关：3W/6W) 【与同类产品相比优点】 SRF-02(EKO) 其他品牌 遮阳装置 拍摄云图无遮挡区域 先进技术，无需太阳遮挡 有太阳遮挡 视场角(度) 宽视场角，全天空拍照 180° 160° 图像分辨率 分辨率高，云图识别更精确 1600 x 1200 pixels， 24bit 352 x 288， 24bit 功耗 功耗低，适合野外观测 直流供电12V@1A无加热@3W；有加热@6W 交流供电220V 无加热@60W； 有加热@560W 便携性 质量轻，体积小，方便携带 3kg 20.0 x 20.0 x 20.0 cm ~330 kg 53.0 x47.8 x 86.9 cm 镜面维护 长期使用，图像质量不变 光学镜面不易磨损 铝反射镜面长期磨损 升级服务 多台设备联合，可测云底高度 2015年面市，仅需升级软件 / (8)气象要素观测 参照国际先进的设计方案和技术，使用国内、国际优秀的探测设备和传感器，构建多种用途的常规气象要素(如，风速、风向、温度、湿度、降水、、气压)观测系统和非常规气象要素(如，云量、辐射、大气蒸发、能见度)观测系统。 风速风向 量程：0~50m/s 分辨率：0.1m/s 精度：2% 启动风速：3：1m/s风速风向 量程：0~360° 分辨率： 1 精度：±5°启动风速： 1m/s温度 量程：：-40~60℃ 分辨率：0.1℃ 精度：1±0.5℃ 相对湿度 量程：0~100% 分辨率：3：11% 精度：±4%大气压力 量程：500~1100hPa 分辨率：0.1hPa 精度：±2hPa供电及输出 输出：1Hz的测量速率 信号输出： RS-232， RS-485，执行 8~36伏直流电源， 10mA典型@ 12VDC 工作环境 温度：40°C+60°C(40+140°F)湿度：0至100% 雨雪量计 美国 R. M. YOUNG 52202翻斗雨雪量计符合世界气象组织(WMO)规格。本设计采用成熟的倾斜的简单而有效的测雨桶机制。铲斗几何形状和材料都是经过特别挑选的最大水释放，从而减少污染和错误。200cm2 和测量的分辨率为0.1毫米的集水面积满足 WMO 建议。调平螺钉和舷窗水平是建立在能量场中的简单和精确的调整。测量降水排出收集管总降水检验。模型52202在寒冷的温度下加热操作。一个没有暖气的版本，52203，，可用在温和的气候。为了阻止鸟类栖息在漏斗的边缘，副鸟丝组件可以连接到计。 52202型量量计带有加热设计，适用于低温测量；技术性能； 尺寸：18cm直径×30cm高(加安装外壳39cm高) 俘获面积：200cm2 分辨率：每斗0.01mm 精度：降雨达25mm/hr时，2%降雨达50mm/hr时，3% 输出：磁簧开关，速率24VAC/DC， 500MA 操作温度： -20℃-+50℃ 加热恒温控制内置设定：10℃(±3℃，自定义加热) 安装：夹装于1寸铁管上或三栓固定于160 mm直径，圆环。 其他：水平调节，温控加热，吸入隔板 邮箱： bjbl88@163.com 北京博伦经纬科技发展有限公司 NWD-10能见度传感器 能见度仪提供与气象能见度相关的测量，传感器是基于气溶胶前散射原理而设计的，是继透射式能见度仪发展起来的新一代气象能见度监测设备。传感器可广泛用于气象台站、远程自动气象站以及机场、高速公路、航道、大型舰船等交通运输部门。 能见度仪由光发射器、光接收器及微处理控 制器等主要部件组成。发射器发射红外脉冲 光，接收器同时检测大气中气溶胶粒子前向散射的脉冲光强度，所有测量信息由微处理控制器搜集并通过专门的数学模型算法转化为气象光学视程 MeteorologicalOptical Range(MOR)。 技术指标： 工作方式 光学前射式 散射角覆盖 39°~51°前散射 波长 870nm 带宽 100nm 测量范围 5m—10km(可扩展到50Km) 测量精度 ≤2km，误差±2% 2Km—10km， 误差±5% 10Km—50km， 误差±15% 重复性 ≤±4% 更新时间 15少 线性动态比 3000：1 平均无故障工作 18000小时以上 清洁光学镜头 3个月，或视使用环境而定 工作电压 9~16V 功耗 4.5W 信号输出 RS-232/RS-485 材料 阳极化处理硬质铝，外表面加喷漆保护 尺寸 610mm X 230mm X 300mm 重量 8.5KG 工作环境温度 一40—+60℃ 工作相对湿度 0—100% 地域适应性 可在沿海地区连续使用 (9)数据采集单元 (CR1000数据采集器) 数据采集器是太阳辐射系统的核心，所有辐射传感器均需接入数据采集单元，来实现数据的采集、处理、分析及存储，可以通过无线传输模块，来实现数据的无线远程传输。 美国 CR1000 数据采集器是一款结构紧凑、性能先进、运行可靠的数据采集器。它由测量与控制设备、通讯端口、键盘、液晶显示器、供电系统以及带把手的轻质量外壳组成。具有 CS I/O 和 RS-232接口，支持 SDM 外围设备，支持 PakBus、Modbus RTU协议，能够利用以太网、无线电、CDMA/GPRS 和卫星等多种通讯方式进行数据传输，也可以直接与计算机或 PDA连接(需相关软件支持)。采集器具备符合欧盟 CE、EMC标准的过压保护功能，能够防止瞬时过大电流对设备产生损害。 数据存储为表格形式 PakBus@ 操作系统 软件支持： LoggerNet3.4/4.0， PC4001.2，或者 ShortCut2.2 支持CR1000KD 手持式显示器(选配)，读数方便 CSI/O 和 RS-232串行接口 内部温度补偿，实时时钟，超时和温度变化实时校准 当 CR1000从源电源上分离后，使用内部锂电池支持 SRAM 存储和时钟以确保数据、程序和精确的时间具有强大的网络通讯功能， 【主要性能】 最大扫描速率：100Hz 模拟输入：16个单端(或8个差分)通道 脉冲通道：2个 工作温度：标准为-25℃至+50℃，可扩展-55℃至+85℃ 内存：标准为4M内存，可扩展至2G，额外数据存储使用CFM100 存储模块和一个 CF 存储卡。 13-bit 模拟数字转换 16-bit H8S Hitachi 微型控制器， 32-bit 内部 CPU 电话：+ 电话：+