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主讲：第2章光伏发电概述

CONTENTS目录太阳辐射基本知识PART01光伏发电原理PART02光伏发电分类及组成PART03

太阳辐射基本知识Part.01

太阳辐射基本知识01太阳是太阳系的中心天体，占有太阳系总体质量的99.86%。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等，都围绕着太阳公转，而太阳则围绕着银河系的中心公转。太阳是银河系2000亿星球中的一员，是距地球最近的一颗恒星，太阳是唯一自己发光的天体，它几乎是炽热的等离子体与磁场交织着的一个理想球体，万物生长靠太阳，没有太阳，地球上就不会有生命。

太阳辐射基本知识011.太阳的基本物理参数太阳内部中心区域产生的能量要经过5000万年才能到达太阳表面，地球每年都要从太阳吸收9.4×1010MW能量。太阳直径约是1.392×106km，直径约是地球的109倍；体积约是130万倍；质量约是2×1030千克，约是地球的3.3×105倍。离地球平均距离为1.496×108km。从化学组成来看，组成太阳的物质大多是些普通的气体，其中氢约占71.3%，氦约占27%，其他元素占2%。太阳是处于高温高压下的一个大火球，采用核聚变的方式向太空释放光和热。太阳基本常识

太阳辐射基本知识01太阳基本常识2.太阳的结构太阳结构分为内部结构和大气结构两大部分。太阳的内部结构由内到外可分为核反应层、辐射层、对流层3个部分，大气结构由内到外可分为光球、色球、和日冕3层。我们平常看到的太阳表面，是太阳大气的最底层（光球层），温度约是6000℃。太阳结构如图左。（1）核反应区：半径约为太阳半径的1/4，核聚变反应处，太阳能源所在地。温度高达1.5×107K，压力约为2.5×1016Pa，密度约为1.5×105kg/m3。核反应区产生的能量占太阳产生总能量的99%，温度和密度都随着与太阳中心距离的增加而迅速下降。

太阳辐射基本知识012.太阳的结构（2）辐射层：0.25~0.8个太阳半径区，温度约为7×106K，密度下降为79kg/m3。核反应区产生的高能射线逐渐变为可见光和其它形式的辐射向外传输。（3）对流层：0.8~1个太阳半径区，物质处于剧烈上下对流，对流产生的低频声波可传输到外层大气。（4）光球层：厚度约为500km，温度梯度较大、表面温度约6000℃，是太阳的平均有效温度，太阳的全部光能几乎都从光球层发出，对地球气候和生态影响较大。（5）色球层：光球层以外，厚度约为2000km。（6）日冕：色球层外，是伸入太空的银白色日冕，由各种微粒构成。太阳基本常识

太阳辐射基本知识011.光的本质：光具有波粒二象性，波动的性质如干涉、偏振等粒子的性质，如光电效应等。既可以认为光是一种电磁波,也可以将其看作一种能量。通常所说的“光”,指可见光,有时也包括红外线和紫外线。光波：光学区域包括红外线、可见光和紫外线。太阳光与光谱

太阳辐射基本知识012.光谱定义：复合光借助于分光元件色散成单色光,按波长顺序排列成一个谱带,称为光谱。在电磁波谱中红外线、可见光和紫外线,称为光学光谱,简称光谱,它是物质外层电子的跃迁所发射的电磁波。3.光谱的分类：按光谱的产生机理分为发射光谱、吸收光谱、散射光谱。发射光谱：物质的粒子吸收能量被激发至高能态后,瞬间返回基态或低能态所得到的光谱。吸收光谱则是物质吸收辐射能,由低能级(一般为基态)过渡到高能级(激发态),是入射辐射能减小所得到的光谱。太阳光谱属于吸收光谱，处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分布的某些波长的光而跃迁到各激发态，形成了按波长排列的暗线或暗带组成的光谱。散射光谱是物质对辐射能选择地散射得到的,不仅改变相射传播方向,而且还能使辐射波长发生变化。太阳光与光谱

太阳辐射基本知识013.光谱的分类：按光谱的形状分为线状光谱、带状光谱(光谱带)、连续光谱。按电磁辐射分为原子光谱、分子光谱、X射线能谱和γ射线能谱。线状光谱：物质中的原子和离子以气态的形式存在，它们接收能量以后,辐射出不连续的明亮线条称为线状光谱。带状光谱：由分子受激发振动而产生的明亮光带和暗区组成的光谱。连续光谱：由灼烧的固体热辐射而产生的从短波到长波的光谱。太阳光谱是带有吸收线的连续光谱（色彩缤纷的世界表明太阳光谱是各种色彩都有的连续谱，光谱中的暗线是由于太阳大气中的原子将某些特定波长的色光吸收掉了出现的）原子光谱是通常所说的发射光谱、是线状光谱，太阳光谱是高温物体发出的连续光谱。太阳光谱包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等范围。太阳光与光谱

太阳辐射基本知识014.太阳光谱能量分布：太阳辐射光谱主要波长范围为0.15~4μm,而地面和大气辐射的主要波长范围为3~20μm。在气象学中,根据波长的不