用光谱学测量太阳辐照度和紫外线

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太阳是地球上的主要能源。太阳的辐射击中地球的大气层，被气体和空气粒子吸收，而剩余的能量到达地球表面。yabo214地球吸收了大部分的辐射，但它也反射和释放辐射。

甚至被认为能够对地球的气候产生极大的变化，甚至对这种能量系统的均衡甚至略有偏差。

虽然太阳辐照度数据是环境和气候研究的重要组成部分，但太阳辐射可以影响地球上许多其他生活领域，从健康和农业到制造业和技术。来自工业界和学术界的科学家和研究人员需要获得一致的、可重复的太阳特性数据。Avantes是世界光谱学设备制造和设计的领导者，在太阳光谱收集和太阳表征系统方面可以信赖。app亚博体育

太阳辐照度定义

总太阳辐照度被定义为太阳能的量，在所有波长上，每米在地球外部大气层的入射点被平方。这款总太阳辐照度约为1,360.8 w / m²;然而，太阳的能量不是均匀的常数。事实上，太阳的能量略有不同，因为它在整个电磁光谱上产生辐射。该光谱包括可见光，红外和紫外线辐射。

太阳光谱测量不同于太阳总辐照度，因为它提供了每个波长的强度测量。阳光的全光谱特征为研究人员提供了关键的数据点。当太阳的能量通过地球的大气层时，一部分能量被水蒸气、气体或空气中的微粒散射、反射或吸收。这种散射就是天空呈现蓝色的原因。较短的波长，比如蓝色范围内的波长，比较长的波长分散得更多。

元素周期表中的所有元素都吸收特定波长的光，这是事实。每个元素都有一个独特的光谱特征，就像指纹一样，使研究人员能够通过光谱分析来识别材料。亚博网站下载测量太阳光线的光谱辐照度揭示了地球大气的化学特征，并有助于预测气候将如何对地球能量系统的变化作出反应。

测量参数

有许多因素会影响地球上的太阳光线的特性和行为。太阳的能量是不同的，太阳风暴和其他现象会影响太阳输出。水蒸气、空气污染和云层覆盖也会由于光的吸收和散射而影响到达地球的光的质量。

此外，太阳位置是太阳辐照度测量的关键因素。诸如时间、观测者的地理位置和季节等参数都会影响太阳的测量。

夏季，地球的倾斜使观测者的半球最接近太阳，太阳辐射在赤道附近最强，中午太阳最接近天顶。在这一点上，来自太阳的能量穿过大气层的距离最小。在海平面上，这表示为1大气压(1 atm)。当在其他纬度或一天中的其他时间收集测量数据时，太阳的角度会影响太阳辐照度。

能量到达观测点之前必须经过的大气量称为气团指数。这与常数1 atm的比值表示，因此，在北美的大多数纬度地区，气团指数被认为约为1.5 atm。

捕获太阳能光谱

美国科罗拉多州落基山脉有一个健康的太阳能研究社区，因为英里高的海拔对太阳能测量应用来说是一个好处。美国科罗拉多州博尔德附近的Avantes公司的工程师们最近充分利用海拔1626米的位置完成了一些太阳辐照度测试。较高的海拔使科罗拉多州博尔德地区的正午气团指数略低于美国大部分地区。科罗拉多平均每年有300天的阳光。

在许多天里，Avantes的工程师使用Avantes余弦校正器(CC-UV/VIS)收集了通用水平辐照度的宽带光谱，以补偿太阳天顶角和任何其他特征采样几何形状。余弦校正器耦合到旅行车AvaSpec-ULS2048x16-USB2光谱仪使用耐光性FC / PC 400？M核心UV光纤。

Avantes AvaSpec-ULS2048x16采用NIST可追溯光源进行辐照度校准，范围从300到1100 nm。在这样的校准之后，光谱仪在绝对辐照模式下使用运行AvaSoft 8.6.1.0的笔记本电脑收集太阳光谱。

Avantes工程师在同一地理位置中安装了监控站，为每种太阳能辐照度谱测量。在第一个系列中，在几天的过程中大约在一天的一天中进行测量。收集额外的大气数据以供参考。

Avantes办事处位置

• 经度和纬度39°57”46.1“N 105°07年24.0 W
• 海拔:5,335 ' a.s.l.(1,626米)

太阳能光谱数据

日期	时间	光谱的整数	湿度%	可见性心肌梗死	压力	天顶角°	空气质量指数	全球健康行动计划记录
3/29/17	12:08	49,475.88.	66.	25	30.09	35.69	1.23	1050.8
3/30/17	12:15	37307 .73点	30.	50	29.76	35.38	1.23	1051.2
3/31/17	8:35	1.151.90	93.	0．1	29.78	58.37	1．9	927.6
4/3/17	12:20	43968点	19	50	29.78	34.19	1.21	1052.1
4/4/17	12:01	42496 .18	81.	7	29.97	33.60	1．2	1053.2
4/6/17	12:21	46645 .97点	29	50	30.19	33.12	1.19	1053.2
4/7/17	12:02	37,169.57	23	50	29.96	32.47	1.18	1054.3.
4/10/17	12:15	45702年。08	24	50	30.18	31.52	1.17	1054.9.
4/11/17	12:16	45542 .88点	17	35	30.16	31.19	1.17	1055.1

在第二组测量中，在工作日的过程中每小时收集光谱数据。在整个采样过程中使用了相同的地理位置。供参考，还聚集了每小时大气数据。

时间	日期	临时°F	露点°F	湿度%	压力	天顶角°
51若我	4/11/17	39.2	17.6	49%	30.2	15.15
14日	4/11/17	44.6	21.2	34％	30.21	26.36
50点	4/11/17	50	19.4	30％	30.21	37.32
是我	4/11/17	55.4	19.4	25％	30.2	47.22
11:49是	4/11/17	59	14	17％	30.16	54.79
中午12点	4/11/17	62.6	10．4	13%	30.18	58.55
47 PM	4/11/17	64.4	10．4	１２％	30.14	56.98
下午两点	4/11/17	66.2	12．2	１２％	30.1	50.30

太阳辐照度应用 - 辐射团队

科罗拉多大学博尔德辐射高级设计团队在航空航天工程正在努力开发负担得起的，大规模生产的太阳辐照立方体卫星，使研究人员更容易收集太阳数据，并帮助缩小普遍辐照记录的差距。这些技术熟练、年轻的工程师正在准备立方体卫星，准备搭乘载有AvaSpec-MINI的北极大风贡多拉进行环极测试飞行。

RADIANCE团队对AvaSpec-Mini的表现感到非常兴奋。该高功率紧密型光谱仪超过了研究小组的预期，因为它们始终以每分钟1个光谱的速度获得从200到1100 nm的全光谱测量。为了符合CubeSat的设计要求，该系统被设计成适合一个大约午餐盒大小的包装。AvaSpec-Mini本身的重量只有174克，大小和一副扑克牌差不多。

太阳辐照度-塔尔图天文台，爱沙尼亚

超过二十年，Avantes一直是太阳能测量的可信资源。爱沙尼亚塔尔图的塔尔图天文台有助于欧洲紫外线气候学和评估（展示）的欧洲数据库。该管理机构可保持日光谱数据数据库，并修复数据质量控制标准。2005年，Tartu天文台建立了一个Avantes系统，提供了支持本发明纤维计和比朗仪系统的非级备份冗余UV监控系统，以满足展示的数据处理标准。

太阳模拟器

太阳模拟器是一种在可控的实验室测试条件下模拟自然阳光的光源。太阳能模拟器是光伏电池和组件认证和测试的重要组成部分。

国际电工委员会和其他组织根据三个参数确定了太阳模拟器性能的标准:空间非均匀性、光谱匹配和时间不稳定性。每个参数都有不同的字母等级a、B或c。太阳能模拟器的质量和价格取决于光源的等级。表现上的几个点的差异可能意味着数十万，甚至数百万美元的收入差异。

这些强大的光源在许多行业中被用于测试许多材料的太阳能响应性。亚博网站下载它们可以用来测量材料降解，描述各种光响应装置，以及用于太阳能电池板的光伏电池。如果太阳能模拟器系统不理想，使用太阳能模拟器的工业将面临重大损失的危险，然而这些系统，无论是连续的还是脉冲光，都有一个有限的灯泡寿命，可能需要经常校准。

这反过来意味着太阳模拟器光源的表征和系统维护是一些组织的关键任务技术。对于太阳模拟器制造商和用户，Avantes提供Avaspec-Solarxm Spectroradiometer系统，可轻松实现太阳能模拟器表征。该ASTM 927-05兼容校准系统包括AvaSpec-ULS2048x16-USB2光谱仪，90°余弦校正器和光纤电缆以及用于NIST可追踪校准测量的专用软件应用。

AvaSpec-SolarXM系统是稳态和脉冲太阳系的理想选择，并通过6个光谱波段根据A、B或C分类量化光谱匹配。

Avantes，您信赖的太阳测量源

二十多年来，前缘一直处于光线测量技术的前沿。该公司的团队帮助无数客户的客户找到了他们的光谱性要求的正确解决方案。Avantes在太阳能特征和太阳辐照度测量方面的经验是将其服务和支持从其他竞争对手脱颖而出。客户可以通过专家经销商或销售工程师联系团队讨论其特定的应用需求。

来源和进一步阅读

• http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2010GL045777/epdf
• http://www.eppleylab.com/introduction-to-solar-radiation-measurements/
• https://www.nasa.gov/mission_pages/sdo/亚博老虎机网登录science/solar-iradiance.html.
• http://www.nrel.gov/docs/gen/fy04/36831p.pdf
• http://亚博老虎机网登录science.sciencemag.org/content/211/4483/700
• http://www.3tier.com/en/support/solar-prospecting-tools/what-global-horizontal-irradiance-solar-prospecting/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Air_mass_ (solar_energy)
• http://www.laserfocusworld.com/yabo214articles/print/volume-43/issue-3/features/photovoltaics-enhancements-enable-solar-simulators-to-shed-light-new-photovoltaic-designs.html.
• http://www.iec.ch/standardsdev/resources/?ref=menu
• http://www.laserfocusworld.com/yabo214articles/print/volume-47/issue-9/features/photonics-applied-photovoldaics-not-all-all-solar-simulators-are-created -equal.html.

这些信息来源于Avantes BV提供的材料。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问先锋派的BV。