描述当地太阳气候的最常见的数据是所谓的典型气象年数据(TMY)。为了确定 TMY 数据,需要在几年内的每个小时进行各种气象测量,以绘制当地气候的图景。由于年度数据的简单平均值会低估差异量,因此月份数据成为最能代表该位置的选择。首先确定每年每个月的平均辐射,以及对于每个月在整个测量期间的平均辐射。然后,选择平均辐射最接近整个测量期间月平均值的月份数据作为该月的 TMY 数据。然后,一年中的每个月都会重复此过程。将月份加在一起即可得到全年的每小时样本。
TMY 数据没有严格的标准,因此用户必须调整数据以适应具体应用。必须要非常谨慎地对待样本周期。下面给出了澳大利亚墨尔本 1 月 1 日的原始 TMY 数据文件示例。文件右侧的注释描述了所进行的测量和数据格式。
TMY2 和 TMY3
由于TMY数据的不一致,美国的数据库分别于1994年 (http://rredc.nrel.gov/solar/old_data/nsrdb/1961-1990/tmy2/) 和2008年进行了更新。 (http://rredc.nrel.gov/solar/old_data/nsrdb/1991-2005/tmy3/)
1 1 1 0 0130 0 99007 MELBOURNE TMY: 75 71 75 73 76 78 1 1 2 0 0127 10 98040 78 72 78 70 69 68 1 1 3 0 0118 7 94040 1 1 4 0 0109 3 90041 ----------- 1 1 5 0 0100 0 86001 PARAMETERS: 1 1 6 33106117 3 96141 ----------- 1 1 7110260133 7106140 MONTH 1 1 8186311150 10115140 DAY 1 1 9257342183 7133140 HOUR 1 110317351217 3151140 HORIZONTAL GLOBAL IRRADIATION, MJ*100/HOUR 1 111356353250 0167000 SUN TRACKING BEAM IRRADIATION, MJ*100/HOUR 1 112381357272 14166120 AMBIENT TEMPERATURE, DEG.C*10 1 113387362293 27165120 WIND SPEED, M/S*10 1 114365359315 41164120 WET BULB TEMPERATURE, DEG.C*10 1 115324355314 43164130 WIND DIRECTION, COMPASS POINTS 1 116267348314 45163130 CLOUD COVER, OCTAS 1 117198336313 46162140 -------- 1 118120277307 38162140 FORMAT : 1 119 44147300 29160150 -------- 1 120 2 12294 21159150 1X,3I2,5I3,I2,I1 1 121 0 0274 26154150 1 122 0 0253 31148160 1 123 0 0233 36143160 1 124 0 0235 36142160
上述数据旁边的描述被编排为更为易读的格式,如下所示。
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Irradiation x100MJ/h/m2 |
Irradiation x100MJ/h/m2 |
(x10°C) |
Speed (x10 m/s) |
Temp (x10°C) |
Direction |
Cover |
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TMY 数据广泛用于各种气象应用,因此大量数据通常与光伏应用无关。在给定的参数中,通常仅使用时间和辐照数据。然而,更高级的模型也用到温度和风速。
- 月份:指一年中的月份,1月=1,12月=12。
- 天数:指每个月内的天数。并非每个月份都具有相同天数。
- 小时:指24 小时制的小时数,因此上表涵盖了一整天。其数据通常是每小时的平均值,涵盖采样前半小时到采样后 半 小时。因此,表中的第一行代表 1 月 1 日,涵盖凌晨 12:30 至凌晨 1:30。
- 总辐射辐照量:指一小时内照射到水平表面的能量。将上述单位 x100MJ/hr/m2 转换为标准光伏单位 kW/m2,需要除以 360。最大辐照度出现在中午,晚上则降至 0。
- 直接日射:指垂直于太阳光线的平面上的收到的照射,但不包括漫射辐射。跟踪聚光器只能收集到直接日射。
- 温度和风速:指一小时内的平均值。要注意 x10 的倍增因子。
- 湿球温度:指温度计温包被湿灯芯包裹时显示的温度。 WBT 根据蒸发量和湿度而与干球温度不同。此数据通常不用于光伏应用。
- 风向:显示风来自的罗盘方位。北为 00,东为 04 等。同样,此数据通常不用于光伏应用。
- 云量:指对覆盖天空的云量比例的视觉估计。在本例中,它是0到8打分,所以 0 表示没有云,8 表示完全云覆盖。而且,这个数据通常不用于光伏应用。
光伏应用中经常需要的一项额外单位是漫射辐射量。落在水平表面上的漫射辐射 (Dh) 可以根据总辐射辐照量(Gh)、直接跟踪辐射(It) 和仰角 (el) 计算:
漫射辐射并不均匀地分布在天空中。例如,太阳周围的区域(环日)比天空的其他区域要亮得多。常用的模型是 1 ,它将天空分为环日部分、地平线部分和天空的其余部分。调整每个区域的大小和区域内的相对强度,来仔细的模拟所测量的辐射。
- 1. , “Modeling daylight availability and irradiance components from direct and global irradiance”, Solar Energy, vol. 44, pp. 271 - 289, 1990.