ICS07.060 A47 中华人民共和国国家标准 GB/T31155—2014 太阳能资源等级 总辐射 Classificationofsolarenergyresources—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 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 引言 Ⅳ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 太阳能资源等级 2 ………………………………………………………………………………………… 4.1 划分指标 2 …………………………………………………………………………………………… 4.2 太阳总辐射年辐照量等级 2 ………………………………………………………………………… 4.3 稳定度等级 3 ………………………………………………………………………………………… 4.4 直射比等级 3 ………………………………………………………………………………………… 5 太阳总辐射和水平面直接辐射统计及估算方法 3 ……………………………………………………… 5.1 有辐射观测资料情况 3 ……………………………………………………………………………… 5.2 无辐射观测资料情况 3 ……………………………………………………………………………… 附录A(资料性附录) 太阳总辐射和水平面直接辐射估算方法 4 ……………………………………… ⅠGB/T31155—2014 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规定起草。 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、新疆维吾尔自治区气候中心。 本标准主要起草人:高歌、赵东、陈洪武、申彦波、赵逸舟、陆炯、王慧、祝昌汉、季元中、白素琴、陈颖。 ⅢGB/T31155—2014 引 言 太阳能作为一种重要的可再生能源,对能源开发利用、调整能源结构、保护生态环境、应对气候变 化、促进社会可持续发展具有重要意义。 在我国太阳能资源评价相关的文献和实践中,存在多种不同的太阳能资源(总辐射)等级划分指标 和方法,导致太阳能资源(总辐射)评价结论不一致,不利于对我国的太阳能资源形成客观、准确的认识。 为适应太阳能资源开发利用的需要,规范我国太阳能资源(总辐射)评价工作,特制定本标准。 ⅣGB/T31155—2014 太阳能资源等级 总辐射 1 范围 本标准规定了太阳能资源(总辐射)等级的划分。 本标准适用于太阳能资源评价和区划。 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。 QX/T55—2007 地面气象观测规范 第11部分:辐射观测 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 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。 3.2 直接辐射 directradiation 直接日射 directsolarradiation;beamsolarradiation D 从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。 注:一般来说,直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的。因此,它包括日面周围的部分散射辐射,即环日辐射,而 日面本身的视场角仅约为0.5°。 3.3 法向直接辐射 directnormalradiation DN 与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射。 注:从数值上而言,直接辐射与法向直接辐射是相同的;两者的区别在于直接辐射是从太阳发射的角度而定义,法 向直接辐射则是从接收面的角度而定义。在太阳能资源领域,常用法向直接辐射这一术语,以区分于水平面 直接辐射。 3.4 水平面直接辐射 directhorizontalradiation 水平面直接日射 directhorizontalsolarradiation DH 水平面上接收到的直接辐射。 注:水平面直接辐射与法向直接辐射的关系为:DH=DN·sinh=DN·cosθz 式中DH为水平面直接辐射,DN为法向直接辐射,h为太阳高度角,θz为太阳天顶角。 1GB/T31155—2014 3.5 散射辐射 diffuseradiation;scatteringradiation 散射日射 diffusesolarradiation;scatteringsolarradiation 天空辐射 skyradiation 漫射辐射 diffuseradiation S 太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。 3.6 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。 3.7 直射比 directirradiationratio RD 水平面直接辐射辐照量在总辐射辐照量中所占的比例。 注1:用百分比或小数表示。 注2:实际大气中,其数值在[0,1)区间变化,越接近于1,水平面直接辐射所占的比例越高。 3.8 太阳能资源稳定度 solarenergyresourcesstability RW 太阳能资源年内变化的状态和幅度。 注1:用全年中各月平均日辐照量的最小值与最大值的比表示。 注2:在实际大气中,其数值在(0,1)区间变化,越接近于1越稳定。 4 太阳能资源等级 4.1 划分指标 采用太阳总辐射年辐照量、稳定度和直射比这三个指标对太阳能资源(总辐射)进行分级。 4.2 太阳总辐射年辐照量等级 太阳总辐射年辐照量划分为四个等级:最丰富(A)、很丰富(B)、丰富(C)、一般(D)。划分标准见表1。 表1 太阳总辐射年辐照量等级 等级名称分级阈值 kW·h·m-2·a-1分级阈值 MJ·m2-·a-1等级符号 最丰富 G≥1750 G≥6300 A 很丰富 1400≤G<1750 5040≤G<6300 B 丰 富 1050≤G<1400 3780≤G<5040 C 一 般 G<1050 G<3780 D 注:G表示总辐射年辐照量,采用多年平均值(一般取30年平均)。 2GB/T31155—2014 4.3 稳定度等级 稳定度划分为四个等级:很稳定(A)、稳定(B)、一般(C)、欠稳定(D)。划分标准见表2。 表2 稳定度等级 等级名称 分级阈值 等级符号 很稳定 RW≥0.47 A 稳 定 0.36≤RW<0.47 B 一 般 0.28≤RW<0.36 C 欠稳定 RW<0.28 D 注:RW表示稳定度,计算RW时,首先计算总辐射各月平均日辐照量的多年平均值(一般取30年平均),然后求 最小值与最大值之比。 4.4 直射比等级 直射比划分为四个等级:很高(A)、高(B)、中(C)、低(D)。划分标准见表3。 表3 直射比等级 等级名称 分级阈值 等级符号 等级说明 很高 RD≥0.6 A 直接辐射主导 高 0.5≤RD<0.6 B 直接辐射较多 中 0.35≤RD<0.5 C 散射辐射较多 低 RD<0.35 D 散射辐射主导 注:RD表示年直射比,计算RD时,首先计算水平面直接辐射和总辐射年辐照量的多年平均值(一般取30年平 均),然后求二者之比。 5 太阳总辐射和水平面直接辐射统计及估算方法 5.1 有辐射观测资料情况 有辐射观测资料的地方,应按照QX/T55—2007的要求观测,并基于观测资料进行日、月、年辐射 量值的统计。 5.2 无辐射观测资料情况 无辐射观测资料的地方,采用气候学方法进行估算,具体方法参见附录A。 3GB/T31155—2014 附 录 A (资料性附录) 太阳总辐射和水平面直接辐射估算方法 在无法获得太阳总辐射(G)和水平面直接辐射(DH)多年观测值的情况下,可以通过式(A.1)和 式(A.2)进行估算: G=ag+bgn Næ èçö ø÷Ra …………………………(A.1) DH=adn Næ èçö ø÷2 +bdn Næ èçö ø÷é ëêêù ûúúRa…………………………(A.2) 式中: G ———太阳总辐射,单位为兆焦耳每平方米每天(MJ·m-2·d-1); DH ———水平面太阳直接辐射,单位为兆焦耳每平方米每天(MJ·m-2·d-1); ag、bg、ad、bd———参数,通过有太阳辐射和日照时数观测的站点统计确定,并采用统计方法空间推 广到无太阳辐射观测的地区; n ———实际日照时数,单位为小时(h); N ———可能日照时数,单位为小时(h); n/N ———日照百分率/%; Ra ———地外太阳辐射,单位为兆焦耳每平方米每天(MJ·m-2·d-1)。 地外太阳辐射Ra由太阳常数、太阳赤纬和该日在一年中序数来估计,见式(A.3): Ra=24×