太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程

前言

為保證人類穩(wěn)定、持久的能源供應(yīng)，保護(hù)人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，必須采取措施減少化石能源的耗用，大力開發(fā)利用清潔、干凈的新能源和可再生能源，走與生態(tài)環(huán)境相和諧的能源之路。太陽(yáng)能堪稱無(wú)限的能源。太陽(yáng)輻射能完全可以轉(zhuǎn)換成人類所需要的能源，其中，光能轉(zhuǎn)換為電能是重要的一種轉(zhuǎn)化過(guò)程，它可以方便地轉(zhuǎn)換成熱能、動(dòng)力能、化學(xué)能等各種形式的能源，以滿足人類生活、生產(chǎn)的需要。通過(guò)太陽(yáng)電池將資源無(wú)限、清潔干凈的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能的太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，是新能源和重要的可再生能源技術(shù)之一。專家們預(yù)言，到21世紀(jì)中葉，太陽(yáng)能光伏發(fā)電將發(fā)展成為重要的發(fā)電方式，在世界可持續(xù)發(fā)展的能源結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)?shù)谋壤Ｓ芍袊?guó)科學(xué)院電工研究所李安定研究員等撰寫的《太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程》一書是一部全面系統(tǒng)、深入介紹光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用最新成果的技術(shù)專著。該書主筆李安定研究員，長(zhǎng)期從事太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)研發(fā)工作，具有深厚的學(xué)術(shù)功底和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在我國(guó)光伏領(lǐng)域享有盛名。全書可讀性和實(shí)用性俱佳，是一部重要的行業(yè)參考書。該書的及時(shí)出版將對(duì)提高我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)水平及廣泛應(yīng)用具有重要的推動(dòng)作用。本書的出版將對(duì)同行和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?、技術(shù)人員以很大的幫助和啟迪。中國(guó)工程院院士顧國(guó)彪2012年6月序二近兩百年來(lái)，人類在不斷地以爆炸式增長(zhǎng)的方式向地球索取能源，使得化石能源行將消耗殆盡并導(dǎo)致環(huán)境日益惡化。為此，世界各國(guó)政府、科技界和產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)共同認(rèn)識(shí)到，大力開發(fā)和利用太陽(yáng)能是建立起清潔和可持續(xù)發(fā)展的能源體系的必由之路。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是開發(fā)和利用太陽(yáng)能的最靈活最方便的方式。近年來(lái)得到了飛速的發(fā)展。2011年，全球新增并網(wǎng)光伏裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到了29685GW，累計(jì)并網(wǎng)光伏裝機(jī)容量則達(dá)到了69684GW。預(yù)計(jì)到2016年，全球新增并網(wǎng)光伏裝機(jī)容量將達(dá)到75GW，累計(jì)并網(wǎng)光伏裝機(jī)容量將達(dá)到300GW。近些年來(lái)，因能源需求旺盛和國(guó)家政策支持，我國(guó)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速。2008年，我國(guó)并網(wǎng)光伏裝機(jī)增量?jī)H為45MW，而到2011年，這一數(shù)字增加到2200MW，足見光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的強(qiáng)大生命力和廣闊的發(fā)展前景。本書作者之一李安定研究員不僅是我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電工程領(lǐng)域的先驅(qū)者和開拓者，也是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)早期發(fā)展的主要推動(dòng)者。早在20世紀(jì)70年代，他就開展了太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的研究。幾十年來(lái)，李安定研究員辛勤耕耘于光伏發(fā)電工程領(lǐng)域，取得了一系列重大科技成就，他不僅具有深厚的學(xué)術(shù)功底，而且具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如，1994年，他就負(fù)責(zé)建成了世界海拔最高、我國(guó)當(dāng)時(shí)容量最大的西藏雙湖鎮(zhèn)25kW光伏發(fā)電站工程，1999年，他又領(lǐng)導(dǎo)建成了西藏安多100kW光伏電站，解決了當(dāng)?shù)氐臒o(wú)電問(wèn)題。由李安定研究員和呂全亞先生所著的《太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程》一書涵蓋了光伏發(fā)電技術(shù)的基本原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法、關(guān)鍵裝備及系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)等全面內(nèi)容，并介紹了一系列光伏發(fā)電工程應(yīng)用實(shí)例，是當(dāng)前光伏發(fā)電領(lǐng)域不可多得的著作。值此機(jī)會(huì)，很榮幸為本書作序，相信本書的出版將對(duì)我國(guó)該領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到有力的推動(dòng)作用，對(duì)于提高我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)水平和建設(shè)環(huán)境友好社會(huì)也將做出重大貢獻(xiàn)。中國(guó)科學(xué)院電工研究所所長(zhǎng)、研究員肖立業(yè)2012年6月

內(nèi)容概要

　　太陽(yáng)能是人類取用不竭的綠色能源，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)是新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，對(duì)于節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。本書共分為上、下兩篇，上篇為基礎(chǔ)篇，下篇為應(yīng)用篇。上篇系統(tǒng)闡明太陽(yáng)輻射能的源泉和特點(diǎn)、測(cè)量和計(jì)算；光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理、構(gòu)成及其分類；光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法，以及地面大型集中式并網(wǎng)光伏電站、屋頂并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用；光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成的主要和關(guān)鍵部件，即太陽(yáng)電池、逆變器、控制器、儲(chǔ)能裝置、直流匯流和交流配電系統(tǒng)以及監(jiān)控測(cè)試系統(tǒng)、輔助電源、整流充電設(shè)備、升壓變壓器等輔助設(shè)備的必備知識(shí)。下篇?jiǎng)t詳細(xì)介紹太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程具體應(yīng)用內(nèi)容，重點(diǎn)介紹典型案例與分析，以饗讀者。本書緊扣“光伏發(fā)電系統(tǒng)工程”主題，內(nèi)容翔實(shí)，圖文并茂。本書可供廣大太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)計(jì)與科研人員、生產(chǎn)人員、管理人員及施工建設(shè)人員閱讀使用，還可供大專院校有關(guān)專業(yè)師生及關(guān)注新能源的人士參考。

書籍目錄

上篇基 礎(chǔ) 篇
第1章太陽(yáng)輻射能
1.1太陽(yáng)輻射能的源泉
1.1.1太陽(yáng)的構(gòu)造
1.1.2太陽(yáng)輻射的起源
1.1.3太陽(yáng)與地球
1.2地球上的太陽(yáng)能
1.2.1地球大氣層上界的太陽(yáng)能
1.2.2地球表面上的太陽(yáng)能
1.3斜面上的太陽(yáng)輻射能
1.3.1斜面上的太陽(yáng)總輻照度
1.3.2水平面上太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化成斜面上太陽(yáng)輻射
1.4太陽(yáng)輻射的測(cè)量和資源計(jì)算
1.4.1太陽(yáng)輻射測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)
1.4.2太陽(yáng)能資源計(jì)算與分區(qū)
參考文獻(xiàn)
第2章太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)概要
2.1太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理及分類
2.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成
2.2.1獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)
2.2.2并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)
2.3太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用
2.3.1光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的條件
2.3.2光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用分類
2.3.3光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用的前景
參考文獻(xiàn)
第3章太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法
3.1參數(shù)分析法
3.1.1基本公式
3.1.2設(shè)計(jì)參數(shù)的定義
3.2LOLP法
3.2.1LOLP法的思路和特點(diǎn)
3.2.2LOLP法的基本公式
3.2.3LOLP法參數(shù)的確定方法
3.2.4LOLP法的計(jì)算流程
3.3模擬法
3.3.1模擬法的思路
3.3.2光伏系統(tǒng)構(gòu)成部件的模擬基本公式
參考文獻(xiàn)
第4章太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1.1獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量設(shè)計(jì)
4.1.2逆變器、控制器的選配
4.1.3獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證
4.2大型集中式并網(wǎng)光伏電站的設(shè)計(jì)
4.2.1項(xiàng)目前期工作
4.2.2大型集中式并網(wǎng)光伏電站的配置
4.2.3電站直流發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.4并網(wǎng)逆變器的選配
4.2.5光伏電站交流電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.6電氣二次部分
4.2.7光伏電站的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
4.2.8光伏電站的防雷接地
4.2.9發(fā)電量計(jì)算與節(jié)能減排效益
4.3屋頂并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.3.1系統(tǒng)分類
4.3.2BIPV系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.3.3BIPV設(shè)計(jì)要點(diǎn)
4.3.4BIPV對(duì)太陽(yáng)電池組件提出的一些特殊要求
4.3.5BIPV的電氣連接方式
4.3.6BIPV設(shè)計(jì)及安裝實(shí)例
4.4光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件——RETScreen使用方法簡(jiǎn)介
參考文獻(xiàn)
第5章太陽(yáng)電池、組件及方陣
5.1太陽(yáng)電池
5.1.1太陽(yáng)電池及其分類
5.1.2太陽(yáng)電池的工作原理及基本特性
5.1.3晶體硅太陽(yáng)電池的制造
5.1.4薄膜太陽(yáng)電池
5.1.5聚光太陽(yáng)電池
5.2太陽(yáng)電池組件及方陣
5.2.1太陽(yáng)電池組件
5.2.2太陽(yáng)電池方陣
參考文獻(xiàn)
第6章儲(chǔ)能裝置
6.1概述
6.1.1儲(chǔ)能的必要性及意義
6.1.2儲(chǔ)能的定義及分類
6.2儲(chǔ)能蓄電池組
6.2.1鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理
6.2.2電解液的配制
6.2.3蓄電池的安裝
6.2.4蓄電池的充電
6.2.5固定型鉛酸蓄電池的管理和維護(hù)
6.2.6后記
6.3飛輪儲(chǔ)能
6.3.1飛輪儲(chǔ)能簡(jiǎn)介
6.3.2飛輪儲(chǔ)能裝置
6.3.3飛輪儲(chǔ)能特性
6.4電化學(xué)電容器
6.4.1定義和類別
6.4.2超級(jí)電容器
6.5壓縮空氣儲(chǔ)能
6.6超導(dǎo)儲(chǔ)能
6.7抽水蓄能
6.8其他儲(chǔ)能電池
6.8.1鋰離子電池
6.8.2液流電池
6.8.3熔融鹽電池
6.8.4鎳氫電池
6.8.5金屬.空氣電池
6.8.6燃料電池
參考文獻(xiàn)
第7章控制器
7.1光伏系統(tǒng)控制器的特點(diǎn)和主要功能
7.1.1特點(diǎn)
7.1.2主要功能
7.2充電、放電控制器
7.2.1充電控制
7.2.2放電保護(hù)
7.2.3具有特殊功能的電壓調(diào)節(jié)器
7.3帶微處理器的系統(tǒng)控制器
7.3.1充電控制
7.3.2太陽(yáng)電池陣列光伏特性的檢測(cè)及微機(jī)系統(tǒng)
7.3.3系統(tǒng)功能
7.4光伏電站用直流控制柜
7.4.1主要參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)
7.4.2機(jī)柜面板和內(nèi)部布局
7.4.3工作原理
7.4.4機(jī)柜安裝
7.4.5操作使用
7.4.6與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的連接調(diào)試
7.4.7故障的檢查處理
7.5最大功率跟蹤控制器
7.5.1 恒壓控制
7.5.2最大功率跟蹤控制
參考文獻(xiàn)
第8章DC.AC逆變器
8.1逆變器分類及主要功能
8.1.1逆變器分類
8.1.2逆變器主要功能
8.2逆變器的技術(shù)要求及性能指標(biāo)
8.2.1逆變器技術(shù)要求
8.2.2逆變器性能指標(biāo)
8.3離網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)和工作原理
8.3.1離網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)及選用
8.3.2正弦波逆變器的工作原理
8.4并網(wǎng)逆變器的結(jié)構(gòu)及工作原理
8.4.1兩級(jí)式逆變器的結(jié)構(gòu)及原理
8.4.2單級(jí)并網(wǎng)型逆變器
8.4.3并網(wǎng)逆變器的孤島檢測(cè)技術(shù)
8.4.4并網(wǎng)逆變器的低電壓穿越
8.5逆變器的發(fā)展沿革、現(xiàn)況和趨勢(shì)
8.5.1逆變器的發(fā)展沿革
8.5.2逆變器的現(xiàn)況及趨勢(shì)
8.5.3對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器拓?fù)涞脑u(píng)價(jià)
8.5.4光伏逆變器其他技術(shù)目前普遍存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)
8.6逆變器市售產(chǎn)品
參考文獻(xiàn)
第9章交流配電系統(tǒng)
9.1光伏電站交流配電系統(tǒng)的構(gòu)成
9.2光伏電站交流配電系統(tǒng)的主要功能和原理
9.3對(duì)交流配電系統(tǒng)的主要要求
9.3.1通用要求
9.3.2技術(shù)要求
9.3.3結(jié)構(gòu)要求
9.3.4交流配電柜的保護(hù)功能
9.4高壓配電系統(tǒng)
9.5JKJP.60k.30CH交流配電柜的操作使用
9.5.1主要參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)
9.5.2機(jī)柜面板和內(nèi)部布局
9.5.3工作原理和防雷保護(hù)
9.5.4機(jī)柜安裝
9.5.5操作使用
9.5.6與微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的連接調(diào)試
9.5.7故障判斷
9.5.8注意事項(xiàng)
參考文獻(xiàn)
第10章配套系統(tǒng)工程設(shè)備
10.1整流充電設(shè)備
10.1.1整流充電設(shè)備的組成、分類和特點(diǎn)
10.1.2整流充電的工作原理
10.1.3整流充電設(shè)備的安裝調(diào)測(cè)
10.1.4整流充電設(shè)備的操作和使用
10.1.5整流充電設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)
10.2柴油發(fā)電機(jī)組
10.2.1柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)和組成
10.2.2柴油發(fā)電機(jī)組的操作使用與維修保養(yǎng)
10.2.3柴油發(fā)電機(jī)組常見故障的處理方法
10.3低壓架空配電線路
10.3.1結(jié)構(gòu)與組成
10.3.2運(yùn)行管理
10.4微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
10.4.1微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)
10.4.2硬件系統(tǒng)
10.4.3軟件系統(tǒng)
10.4.4可靠性設(shè)計(jì)
10.4.5微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)例
10.5接地和防雷
10.5.1接地
10.5.2防雷及防雷設(shè)備
10.6電力線纜及其選擇
10.6.1按機(jī)械強(qiáng)度條件選擇導(dǎo)線截面積
10.6.2按導(dǎo)線載流量條件選擇導(dǎo)線截面積
10.6.3按電壓損失選擇導(dǎo)線截面積
10.6.4按短路條件選擇導(dǎo)線截面積
10.6.5按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積
10.6.6線路選擇條件分析
10.6.7保護(hù)線的選擇
10.7電力變壓器及其選擇
10.7.1常用電力變壓器的種類和容量系列
10.7.2變壓器容量與數(shù)量的選擇原則
參考文獻(xiàn)
下篇應(yīng) 用 篇
第11章獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)
11.1西藏雙湖光伏電站系統(tǒng)工程案例
11.1.1雙湖光伏電站設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想
11.1.2雙湖特別行政區(qū)的地理概況及基本氣象資料
11.1.3雙湖城鎮(zhèn)1993年供、用電負(fù)荷實(shí)況及1995年負(fù)荷預(yù)測(cè)
11.1.4雙湖光伏電站的技術(shù)及工程設(shè)計(jì)
11.1.5雙湖25kW光伏電站的運(yùn)行狀況及技術(shù)創(chuàng)新和特色
11.1.6雙湖光伏電站技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能分析
11.2點(diǎn)亮鄉(xiāng)村之光——“送電到鄉(xiāng)”工程概況
11.2.1“送電到鄉(xiāng)”工程的背景
11.2.2“送電到鄉(xiāng)”工程的建設(shè)情況
11.2.3“送電到鄉(xiāng)”工程部分光伏電站圖文介紹
參考文獻(xiàn)
第12章并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)
12.1蚌埠曹山2MWp非晶硅薄膜并網(wǎng)光伏示范電站
12.1.1項(xiàng)目概況
12.1.2項(xiàng)目總圖
12.1.3關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)
12.1.4安裝及調(diào)試過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題
12.1.5電站性能參數(shù)測(cè)試及分析
12.2深圳國(guó)際園林花卉博覽園1MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)
12.2.1工程簡(jiǎn)述
12.2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝
12.2.3工程關(guān)鍵器件與設(shè)備的選型
12.2.4工程設(shè)計(jì)建設(shè)中的幾個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)
12.2.5工程的節(jié)能減排效益
參考文獻(xiàn)
第13章光伏發(fā)電系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
13.1光電水泵系統(tǒng)
13.1.1光電水泵系統(tǒng)簡(jiǎn)介
13.1.2光電水泵系統(tǒng)的構(gòu)成及各部分工作的特性
13.1.3光電水泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
13.1.4光電水泵系統(tǒng)的工作特性
13.1.5光電水泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性
13.1.6一種新型光伏水泵系統(tǒng)
13.2太陽(yáng)能殺蟲燈
13.2.1太陽(yáng)能殺蟲燈工作原理
13.2.2太陽(yáng)能殺蟲燈的特點(diǎn)
13.2.3太陽(yáng)能殺蟲燈的效益
13.2.4安裝注意事項(xiàng)
13.2.5太陽(yáng)能殺蟲燈系統(tǒng)組成
13.2.6日常維護(hù)和注意事項(xiàng)
13.2.7存在問(wèn)題及解決方法
13.2.8應(yīng)用前景
參考文獻(xiàn)
第14章光伏發(fā)電系統(tǒng)在工業(yè)上的應(yīng)用
14.1陰極保護(hù)電源
14.1.1陰極保護(hù)的原理
14.1.2光伏系統(tǒng)用于陰極保護(hù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
14.1.3設(shè)計(jì)案例
14.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電在車船交通上的應(yīng)用
14.2.1太陽(yáng)能游船
14.2.2太陽(yáng)能觀光電動(dòng)車
參考文獻(xiàn)
第15章太陽(yáng)能電子產(chǎn)品
15.1太陽(yáng)能電鐘
15.1.1太陽(yáng)能電鐘的特征和用途
15.1.2太陽(yáng)能電鐘的工作原理
15.1.3太陽(yáng)能電鐘的結(jié)構(gòu)及部件
15.2新型能源樹——太陽(yáng)能利用的新思路
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   1.2.2地球表面上的太陽(yáng)能 1.2.2.1 太陽(yáng)輻射在大氣層中的衰減 太陽(yáng)輻射發(fā)射至地球，不但要經(jīng)過(guò)遙遠(yuǎn)的旅程，并且還要遇到各種阻攔，受到各種影響。地球表面被對(duì)流層、平流層和電離層大氣緊緊地包圍。其總厚度在1200km以上。從地面到10～12km以內(nèi)的一層大氣，叫做對(duì)流層；從對(duì)流層之上到50km以內(nèi)的一層大氣，叫做平流層；從平流層之上到950km左右的一層大氣，叫做電離層。當(dāng)太陽(yáng)從1.5×108km的遠(yuǎn)方將其光熱和微粒流以3×105km／s的速度向地球輻射時(shí)，將受到地球大氣層的干擾和阻擋。 地球是個(gè)大磁體。在它周圍形成了一個(gè)很大的磁場(chǎng)。磁場(chǎng)控制的l000km以上直至幾萬(wàn)千米，甚至高達(dá)幾十萬(wàn)千米的廣大區(qū)域，叫做地球的磁層。當(dāng)太陽(yáng)微粒輻射射向地球時(shí)，其受磁層阻擋而不能到達(dá)地面。即使有少數(shù)微粒闖入，往往也被磁層內(nèi)部的磁場(chǎng)俘獲。這是地球?qū)μ?yáng)輻射所設(shè)置的“第一道防線”。 在地球磁層下面的地球大氣層中，對(duì)流層、平流層和電離層都對(duì)太陽(yáng)輻射有吸收、反射和散射作用。其中，電離層不僅可以將太陽(yáng)輻射中的無(wú)線電波吸收掉或反射出去，而且會(huì)使有害的紫外線部分和X射線部分在這里受阻。這就是“第二道防線”。 在距地球水平面24km左右的大氣平流層中，有一個(gè)臭氧特別豐富的層次，叫做臭氧層。臭氧層的作用很大，可以將進(jìn)入這里的絕大部分紫外線吸收掉。因此，臭氧層又構(gòu)成了“第三道防線”。 由于地球設(shè)置了以上“三道防線”，因此可以把太陽(yáng)輻射中的有害部分消除，從而使得人類和各種生物得以保護(hù)。地球大氣層中的各種物質(zhì)對(duì)太陽(yáng)輻射也會(huì)產(chǎn)生影響。 大氣中的氧、臭氧、水、二氧化碳和塵埃等，對(duì)太陽(yáng)輻射均有不同程度的吸收作用。其中，氧在大氣中的含量約占21％，它主要吸收波長(zhǎng)小于0.2m的太陽(yáng)輻射波段，特別是對(duì)0.155m的輻射波吸收能力最強(qiáng)。所以，在低層大氣內(nèi)很難找到波長(zhǎng)小于0.2／im的太陽(yáng)輻射；臭氧主要吸收紫外線，其吸收的能量占太陽(yáng)總輻射能量的21％左右；大氣中如果含有較多的水汽，太陽(yáng)的位置又不太高，則水汽可以吸收太陽(yáng)總輻射能量的20％。液態(tài)水吸收的太陽(yáng)輻射能量則更多；二氧化碳和塵埃吸收的太陽(yáng)輻射能量則很少。 大氣中的水分子、小水滴以及灰塵等大粒子，對(duì)太陽(yáng)輻射有反射作用。它們的反射能力約占太陽(yáng)常數(shù)的7％左右。云層的反射能力很大。但云層的反射能力與云量、云狀和云的厚度有關(guān)。3000m厚的高積云層對(duì)太陽(yáng)輻射能量的反射能力可達(dá)72％，積云層的反射能力為52％。據(jù)測(cè)算，以地球的平均云量來(lái)說(shuō)，其反射能力為54％計(jì)，則大約有近1／4的太陽(yáng)輻射能量被云層反射回宇宙空間。 當(dāng)太陽(yáng)輻射以近似的平行光束射向地球大氣層時(shí)，會(huì)遇到空氣分子、塵埃和云霧等質(zhì)點(diǎn)的阻擋而會(huì)產(chǎn)生散射作用。這種散射不同于吸收，它不會(huì)將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)楦鱾€(gè)質(zhì)點(diǎn)的內(nèi)能，而只是改變太陽(yáng)輻射的方向，使太陽(yáng)輻射在質(zhì)點(diǎn)上向四面八方傳出能量，從而使一部分太陽(yáng)輻射變?yōu)榇髿饽孑椛?，射出大氣層之外而無(wú)法到達(dá)地球表面。這也是使太陽(yáng)輻射能量減弱的一個(gè)重要原因。 由于大氣層的存在和影響，到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射可分成兩個(gè)部分：一部分為直接輻射，這是不改變方向的太陽(yáng)輻射；另一部分則為散射輻射，這是被大氣層或云層反射和散射后改變了方向的太陽(yáng)輻射。兩者之和稱為總輻射。一般來(lái)說(shuō)，晴朗的白天直接輻射占總輻射的大部分，而陰雨天散射輻射占總輻射的大部分。利用太陽(yáng)能，實(shí)際上則是利用太陽(yáng)總輻射能。但是，對(duì)于多數(shù)太陽(yáng)能利用設(shè)備來(lái)說(shuō)，特別是聚光集熱裝置，則是利用直接輻射部分。

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