太阳辐射测量的ISO标准

导言

为太阳能监测项目选择总辐射表,不仅仅是对比精度或传感器规格。买家还需要了解适用哪项太阳辐射测量标准、该标准涵盖哪些内容,以及它如何影响传感器选型和校准。.

太阳辐射测量中使用的主要标准包括 ISO 9060, ISO 9847 和 IEC 61724, ,但它们针对不同的要求。ISO 9060侧重于太阳辐射仪器的规格和分类,ISO 9847涵盖总辐射表的校准,IEC 61724则涉及光伏系统性能的测量和监测。.

理解这些差异是选择合适传感器和测量配置的起点。首先,让我们明确[什么是太阳传感器]以及太阳能应用中使用的 주요辐照度参数,然后探讨ISO和IEC 61724如何应用于实际测量项目。.

什么是主要的太阳辐射测量标准?

在选择太阳辐射传感器时,了解哪项标准适用于仪器、校准过程或光伏监测系统非常重要。主要标准总结如下。.

标准主要用途典型应用
ISO 9060:2018太阳辐射测量仪器的规格和分类总辐射表和直接辐射表
ISO 9847:2023通过与参考总辐射表比对进行总辐射表校准总辐射表校准
ISO 9846:2025使用直接辐射表校准总辐射表总辐射表校准
IEC 61724-1:2021光伏系统性能监测和测量方法太阳能光伏监测

这些标准相互关联,但它们规范的内容并不完全相同:ISO 9060涵盖仪器分类,ISO 9846和ISO 9847涵盖校准,IEC 61724-1则涉及光伏系统监测。.

对于气象测量,WMO指南和世界辐射基准(WRR)为辐射溯源和国际可比性提供了重要的参考框架。.

ISO 9060:2018 太阳辐射测量仪器标准

该标准规定了在约0.3 μm至3–4 μm范围内测量半球向和直接太阳辐射的仪器的规格和分类。它根据规定的室内或室外性能测试结果对仪器进行分类,并为比较太阳辐射测量仪器提供了技术依据。2018版已于2024年审查确认,目前仍然有效。.

ISO 9060分类涵盖哪些内容?

该标准涵盖用于两种主要测量类型的仪器:用于半球向太阳辐射的总辐射表和用于直接太阳辐射的直接辐射表。在选择传感器时,这一区别非常重要,因为测量几何关系和辐射分量决定了哪种仪器类型更为合适。.

该分类还考虑了多项性能特征,包括响应时间、零点偏移、非稳定性、非线性、方向响应、倾斜响应和光谱误差。与依赖单一精度值相比,这些特征为评估仪器提供了更有用的技术依据。如需更清晰地区分仪器术语,请参阅[总辐射表与太阳辐射传感器:有何区别?].

ISO 9060 A级、B级和C级

该标准根据规定的室内或室外性能测试结果对仪器进行分类。分类基于多项性能特征,因此应将相关等级与影响预期测量的各项规格一并考虑。ISO 9060本身建立了分类和规格框架,但并未规定测试程序。.

在实际传感器选型中,应关注与测量任务相关的性能特征,如光谱响应、方向响应、倾斜响应、稳定性和响应时间,以及校准信息。在选择仪器等级之前,还应明确所需的测量分量——如GHI、POA或DNI——以及安装条件。如需实际对比,请参阅[ISO 9060 A级和B级总辐射表].

为什么ISO 9060分类对传感器选型很重要?

该标准为比较太阳辐射仪器提供了标准化框架,但仅凭分类并不能描述测量系统在现场的完整性能。传感器规格、校准、安装几何关系、遮挡、污染和环境条件都可能影响最终的辐照度数据。.

因此,对于光伏和气象应用,选型过程应从需要测量什么辐射开始,然后是所需的测量质量和现场条件。之后可利用ISO 9060分类缩小仪器选项范围,并验证传感器所标称的性能是否适合该应用。.

为什么ISO 9060等级不等同于测量精度?

该标准分类并非单一的总体精度评级。A级、B级和C级由多项规定的性能要求确定,包括响应时间、零点偏移、非稳定性、非线性、方向响应、倾斜响应和光谱误差。因此,同一ISO 9060等级内的仪器仍可能具有不同的个体性能特征。.

实际辐照度测量质量还取决于仪器的校准、安装和维护方式。传感器倾斜、遮挡、罩面清洁度、温度和长期维护都可能影响现场数据。因此,ISO 9060等级应作为选型时的标准化参考,同时应针对预期应用评估具体性能规格、校准信息和现场安装条件。.

ISO 9847:2023 总辐射表校准

总辐射表将太阳辐射转换为电信号,因此其输出需要对照已知参考进行校准,才能用于可靠的辐照度测量。ISO 9847:2023 规定了通过与参考总辐射表比对来校准总辐射表的方法,包括确定其灵敏度及相关测量不确定度的程序。.

该标准定义了两种优选方法:室内A型,使用人工光源;室外B型,使用自然阳光。选择主要取决于校准装置和应用所需的测量几何条件。.

室内A型校准

室内A型校准在受控人工光源下进行。A1型使用灯具并将总辐射表置于法向入射位置,而A2型使用积分球以提供更均匀的漫射辐射场。与室外校准相比,受控光源使测试条件更易于复现。.

然而,校准结果仍取决于参考总辐射表、光源、仪器设置和不确定度评估。因此,校准结果应结合参考仪器的溯源性来考量,而不应被视为独立的准确度数值。.

室外B型校准

室外B型校准使用自然太阳辐射,包括三种测量配置:B1水平、B2倾斜和B3法向入射。该配置决定了校准过程中参考总辐射表与测试总辐射表之间的几何关系。.

这与太阳能项目尤为相关,因为安装几何条件会影响辐照度的测量方式。用于水平GHI的传感器和安装在倾斜光伏平面上的传感器可能需要不同的校准考量。当使用可溯源的参考仪器时,校准可通过适用的溯源链关联至世界辐射基准(WRR)。.

ISO 9060、ISO 9847 和 IEC 61724-1:有何区别?

ISO 和 IEC 61724-1 涵盖太阳辐射测量的不同方面。ISO 9060 涵盖太阳辐射测量仪器的规范和分类,ISO 9847 涵盖总辐射表校准,IEC 61724-1:2021 涵盖光伏系统性能的测量和监测。.

标准主要问题主要关注点
ISO 9060:2018仪器如何规定和分类?仪器规格与性能分类
ISO 9847:2023总辐射表如何校准?总辐射表对照参考仪器的校准
IEC 61724-1:2021测量数据如何用于光伏监测?光伏系统测量与性能监测

在实践中,ISO 9060有助于确定测量仪器的性能等级,ISO 9847提供了总辐射表的校准方法,而IEC 61724-1则说明了这些测量数据如何纳入光伏系统性能监测。.

IEC 61724-1与太阳辐射测量标准有何关联?

IEC 61724-1:2021侧重于光伏系统性能监测,而该标准定义了太阳辐射测量仪器的性能分类。在光伏监测项目中,两者协同工作:ISO 9060描述仪器,而IEC 61724-1则对辐照度测量在监测系统中的使用方式提出要求。.

ISO 9060等级与IEC 61724-1等级

这两种分类相互关联但不可互换。ISO 9060的A、B、C级对测量仪器进行分类,而IEC 61724-1的A、B级对光伏监测系统进行分类。因此,一台A级总辐射表并不能自动使整个监测系统达到A级;还需要考虑校准、安装和监测设备等其他要求。.

关于这些监测要求以及如何选择辐照度传感器的详细说明,请参阅我们的指南[IEC 61724光伏监测要求].

太阳能项目中使用哪些太阳辐射测量?

不同的太阳能项目需要不同的辐照度测量。GHI、POA、DHI和DNI是常用的测量参数,但它们的测量方式各不相同。所需的传感器取决于项目需要测量什么以及传感器将安装在何处。.

测量测量内容典型仪器/配置常见应用
GHI水平面上的总辐照度水平总辐射表太阳能资源评估、光伏监测
POA光伏阵列平面上接收的辐照度安装在阵列倾斜面上的总辐射表光伏性能监测
DHI水平面上的散射辐照度带遮光装置的总辐射表太阳能资源评估、辐照度建模
DNI垂直于太阳光线的直接辐照度带太阳跟踪器的直接辐射表CSP、直接太阳能资源评估

关于GHI、DNI和DHI的基本说明,请参阅[太阳能中的GHI、DNI和DHI是什么?]。关于DNI测量的更多详情,请参阅[如何准确测量直接法向辐照度(DNI)].

在选择传感器之前,首先确认需要测量的辐照度和安装平面。这两个因素决定了传感器类型和测量配置。.

如何测量光伏系统的太阳辐照度?

光伏系统通常使用辐照度测量来评估太阳能资源、监测运行条件和评估系统性能。传感器配置取决于需要GHI、POA还是其他辐照度测量。.

一旦测量目标和适用的监测要求明确后,下一步是选择具有适当测量范围、安装配置和校准要求的传感器。关于光伏系统中传感器布置、测量参数和辐照度监测的实用指南,请参阅我们的指南[如何测量光伏系统的太阳辐照度].

用于光伏监测的太阳辐射传感器

对于需要专用总辐射表的项目,, TBQ-2C总太阳辐射传感器 专为总太阳辐射测量而设计。它采用热电堆传感元件,覆盖0.3–3.2 μm,适用于太阳辐射监测和光伏相关测量应用。在选择传感器时,可将其产品规格与所需的仪器分类和校准条件一并审查。.

对于需要辐照度数据及环境测量数据的光伏项目,, XF500S-CWB紧凑型气象传感器 将POA太阳辐射测量与环境温度、相对湿度、组件温度、风速、风向和大气压力相结合。凭借RS485/Modbus RTU输出,它可作为光伏电站监测系统的一部分使用。.

如何根据太阳辐射测量标准选择传感器?

在选择太阳辐射传感器时,首先确认需要测量什么以及传感器将在何处使用。GHI、POA、DHI和DNI需要不同的测量配置,而光伏监测、太阳能资源评估、气象观测和研究可能有不同的要求。之后,检查哪些标准适用于仪器、校准或监测系统。.

不要仅根据等级来选择传感器。应根据项目要求检查响应时间、零点偏移、非稳定性、非线性、光谱响应、温度响应、倾斜响应和校准信息。安装角度、遮光、积灰和数据采集系统也会影响现场测量。对于大多数项目而言,这些细节对传感器选择的帮助比单纯选择更高等级更大。.

结论

选择太阳辐射传感器不仅仅是查看ISO 9060等级。测量目标、校准方法、安装位置和运行条件都会影响最终测量结果。在实际项目中,选择过程通常归结为四个步骤:定义测量、选择仪器、确认校准、将传感器与应用匹配。ISO 9060、ISO 9847和IEC 61724-1在这一过程的不同阶段提供了相关框架。.

在 烟台传感器, ,我们致力于为光伏、气象和环境监测提供太阳辐射传感器和总辐射表系统。我们的工程师可以审查所需的测量参数、传感器性能、输出接口和安装条件,然后推荐合适的配置。当项目对辐照度类型、传感器等级、校准或数据集成有特定要求时,这尤为有用。.

如果您正在选择太阳辐射传感器或规划新的监测系统,, 联系我们 请提供您的测量要求和项目条件。我们可以帮助您评估适合该应用的传感器和配置。.

常见问题

ISO 9060:2018 规定并分类了用于测量半球太阳辐射和直接太阳辐射的仪器,包括总辐射表和直接辐射表。该分类基于多项性能特征,而非单一的总体精度值。对于买家而言,ISO 9060 在比较太阳辐射传感器时提供了一个通用参考,但仍应结合预期测量目标和现场条件来核查各项具体规格。.

不。这两种分类适用于不同的对象。ISO 9060 的 A、B 和 C 类是对太阳辐射测量仪器的分类,而 IEC 61724-1 的 A 类和 B 类是对光伏监测系统的分类。A 级总辐射表可用于 A 类光伏监测系统,但仅凭传感器等级并不能决定整个监测系统的分类。.

不一定。所需等级取决于测量目的、项目规范及预期数据质量。A级仪器可能适用于要求严苛的长期监测或更高精度应用,而其他项目则可能采用不同等级。购买前还应考虑测量范围、光谱响应、响应时间、校准、安装几何结构及环境条件。.

ISO 9060 和 ISO 9847 涵盖测量过程的不同环节。ISO 9060 涉及太阳辐射测量仪器的技术规范和分级,而 ISO 9847:2023 则提供了通过与参考总辐射表比对来校准总辐射表的方法。在实践中,ISO 9060 有助于评估仪器,而 ISO 9847 则涉及其校准的具体实施方式。.

校准周期取决于仪器、环境暴露、测量要求和项目规范。对于长期户外监测,定期校准通常与日常检查和清洁相结合。买方应查看制造商建议的周期以及项目或监测标准的任何要求。当测量不确定度至关重要时,校准记录和参考仪器的溯源性也很重要。.

不。ISO 9060 等级描述的是仪器在特定测试条件下的性能,但现场测量还受到安装和维护的影响。不正确的倾斜、遮挡、污染、冷凝、温度影响、电缆问题以及维护不善都可能引入测量误差。为了获得可靠的长期数据,应将传感器等级与校准、安装条件和定期现场检查一并考虑。.

从所需的测量参数入手,例如GHI、POA、DHI或DNI,并确认传感器的安装方式。然后检查适用的ISO 9060等级及关键规格,如响应时间、零点偏移、非稳定性、非线性、光谱响应和倾斜响应。校准信息、工作条件、外壳防护等级和输出接口对于户外光伏项目同样重要。.

通常不需要。GHI和POA需要不同的安装朝向,而DNI通常需要配备太阳跟踪器的直接辐射表。DHI测量也需要合适的遮光装置。如果光伏项目需要同时测量辐照度以及温度、湿度、风速或组件温度,那么使用一体化气象传感器可能比使用单一用途的总辐射表更为实用。.

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