辐照度

SunSolve 使用两种不同的方法计算辐照度，具体选择取决于结果的用途：

光线追踪并经过宽带校正的辐照度，用于专用传感器读数和全表面吸收体。该方法捕捉场景完整的 3D 细节，包括有限阵列尺寸、真实遮挡、反射和非均匀反照率。传感器和自定义对象可放置在场景中的任意位置，与组件相互独立，并且可以跟踪太阳，也可以不跟踪太阳。
视角因子辐照度，由热模型使用。热模型需要在每个时间步快速估算每个组件表面的总入射功率；该辐照度还作为瀑布损失图中的阵列平面辐照量总量报告。它始终针对组件本身计算，并使用组件的实际尺寸、位置和倾角，但假设组件周围是理想化的无限阵列，散射光各向同性且反照率均匀。

由于两种方法基于不同假设，其结果并不总是一致。对于反照率均匀且没有异常结构遮挡的大型规则阵列，两者通常非常接近。对于小型或不规则阵列、反照率随空间变化的场景或障碍物附近区域，两者更可能存在差异，因为只有光线追踪方法会直接模拟有限几何形状、真实遮挡和反射。如果传感器或自定义对象与组件不在同一位置，或具有不同的倾角或跟踪行为，两种方法也可能因此出现差异。

两种方法与光线追踪本身的相互作用也不同。视角因子计算作为独立步骤运行，不会影响光线追踪结果。相比之下，传感器和全表面吸收体会直接参与光线追踪：它们会实际拦截入射光，因此可能遮挡位于其后方的其他对象或组件。

除热模型中的作用以及在场景中造成的任何遮挡外，本页所述辐照度量均不会直接输入组件的电输出计算。组件电流直接由电池各收集区域吸收的光线追踪光子通量确定；请参阅电池光生电流的确定。

辐照度的计算和报告位置

位置

方法

说明

专用传感器, 光线追踪 + 宽带校正, 传感器正面或背面吸收的平均辐照度,, 假设在所有角度和波长下均完全吸收。

全表面吸收体, 光线追踪 + 宽带校正, 自定义对象表面的吸收能量密度,, 使用材料的实际反射率。

热模型, 视角因子, 用于求解组件工作温度的总 POA 辐照度。

阵列平面辐照量, 视角因子, 汇总表和瀑布图中的辐照量总计。

光线追踪和宽带校正

在光线追踪期间，SunSolve 会跟踪传感器和自定义对象有效面上的波长相关吸收，并遵循光线追踪方法中所述的相同假设。

专用传感器假设完全吸收：到达传感器的每条光线都会被吸收，与入射角（IAM = 1）或波长（QE = 1）无关。相比之下，配置为全表面吸收体的自定义对象使用所分配材料的反射率（例如镀锌钢或草地）：反射部分返回场景，仅报告吸收部分。

SunSolve 的光线追踪器仅模拟 300-1200 nm 波段内的光。如果直接将吸收的光电流转换为辐照度值，则会遗漏该波段以外波长所携带的能量。

为此，SunSolve 应用宽带校正：将模拟波段内吸收的光电流缩放为等效的全光谱辐照度，单位为 W/m²。

表面的等效宽带辐照度为：

G = \frac{J L_{surface}}{J L_{GHI}} \times G H I_{all}

项

说明

$J L_{surface}$ , 表面吸收的光子电流,, 在模拟的 300-1200 nm 波段内积分。

$J L_{GHI}$ , 相同 300-1200 nm 波段内全球水平辐照度（GHI）的等效光子电流。

$G H I_{all}$ , 天气文件中的宽带 GHI 总量（W/m²）,, 包括 1200 nm 以外的波长。

比值 $J L_{surface} / J L_{GHI}$ 是到达表面的水平面波段内辐照度比例。乘以宽带 $G H I_{all}$ 可将该比例缩放为全光谱辐照度。

视角因子辐照度

视角因子的实现遵循 [Marion2017] 和 [Mermoud2014] 所述的标准方法。在以下理想化场景中，该方法已证明与 3D 光线追踪一致：

无限长的行，
无限多的行，
散射光采用各向同性日照，
地面以恒定反照率进行各向同性反射，
地面平坦，
组件不反射，
立柱和扭矩管等结构不产生反射或遮挡，以及
光不会穿过组件或组件间隙。

视角因子模型假设反照率与波长无关。

视角因子模型针对 y 方向上的每种组件方向和位置分别求解。每次求解包括以下分量：

直射光从天空到组件正面
直射光从天空到组件背面
各向同性光从天空到组件正面
各向同性光从天空到组件背面
直射光从天空经地面到组件背面
各向同性光从天空经地面到组件背面

地面通过至少 10 个等间距点的积分进行求解。如果定义了波长相关的反照率，则将其转换为单个平均值（不应用波长权重）。

旧版：POA 等效辐照度输出

在添加传感器和全表面吸收体选项之前，POA 等效辐照度时间序列输出是根据光线追踪结果近似宽带辐照度传感器的唯一方式。它应用上述相同的宽带校正，但分辨率为单个电池或组件，而不是放置的对象。为保持向后兼容，该输出仍然可用，但现在建议使用传感器或全表面吸收体来获得此类结果。