太阳能资源观测即地面太阳辐射相关要素的观测，方式比较多。从其归属及用途来讲，可分为①气象主管部门的常规业务观测②行业、高校、科研院所科研或教学实验观测③企业开发建设项目的观测等三大类。从观测项目来讲，主要是：总辐射、直接辐射、散射辐射、大气长波辐射、紫外辐射、光合有效辐射、日照时数的一项或多项的组合，但至少应包含总辐射的观测。

尽管太阳能资源的观测方式多种多样，但在太阳能光伏发电项目开发上还是以总辐射和直接辐射组合的观测为主。小范围简单地形设单个观测站即可；复杂地形下，可设多个观测点，其主观测点应能够代表区域特点，其他的观测点为补充观测，观测内容和时间可根据任务需求适当调整。

由于太阳能资源开发利用的飞速发展和领域的不断拓宽，太阳能资源观测的内容不断丰富，通常包括：水平面总辐射、倾斜面总辐射(包括纬度倾斜、纬度±15°倾斜面)、建筑垂直面总辐射、双轴跟踪总辐射、单轴跟踪总辐射、直接辐射，散射辐射、反射辐射、分光谱太阳辐射、紫外辐射、大气长波辐射、地面长波辐射、光合有效辐射、气溶胶光学厚度等。可以根据观测目的、观测精度的不同，合理分配设置不同的观测内容和仪器。

10.3.1.1 观测仪器

太阳能资源观测站使用仪器主要有热电型和光电型。

①热电器件。热电型传感器由感应面与热电堆组成。感应面是薄金属片、涂上吸收率高、光谱响应好的无光黑漆。紧贴在感应面下部的是热电堆，它与感应面保持绝缘。有的热电堆系利用薄膜工艺蒸镀制成，工作端位于感应面下的中心部位呈悬空状，参考端(冷端)位于四周且与较冷的仪器体绝缘相接；而有的热电堆则是将康铜丝缠绕在绝缘骨架上，一半镀铜，另一半则不镀，过渡处形成接点；还有的热电堆则采用了焊接工艺。为了增大仪器的灵敏度，热电堆由多个串联的热电偶所组成。

当辐射表对准辐射源(如太阳)，感应面黑体吸收辐射能而增热时，下面的热电堆冷、热两端形成温度差，进而产生电动势。辐照度E越强，热电堆两端的温差就越大，输出的电动势U也就越大，它们的关系基本是线性的。通常热电型辐射表是相对仪器，它与标准仪器比对(检定)后，得出仪器灵敏度K。

②光电器件。光电型辐射传感器诸如光电总辐射表、紫外辐射表和光合有效辐射表。光电器件的种类繁多，这里主要指的是光电二极管类型。光电器件的一个重要特性就是，辐照度的大小与其感应出来的短路电流成正比。由于电流比较难以测量，通常是在电流回路中串联一个固定电阻，再从电阻的两端测量电压。

太阳能资源观测仪器主要有总辐射表、直接辐射表、紫外辐射表、光合有效辐射表、长波辐射表、净全辐射表等。

(1)总辐射表

测量平面接收器之上半球向日射辐照度的仪器称为总辐射表(图10.3)。根据不同的安装设置，总辐射表可以测量水平面总辐射、倾斜面总辐射、建筑垂直面总辐射、太阳跟踪总辐射、散射辐射和反射辐射。总辐射表可用于测量与水平有倾斜的平面上的太阳辐射，以及在反转状态下测量反射的总辐射。当用一遮光装置把太阳的直射的分量从总辐射表上遮挡掉，就可以测量太阳辐射的散射分量。

总辐射表通常使用热电偶或光电元件作为传感器。因为总辐射表连续地暴露在所有天气条件下，它们必须结构坚固并能防潮湿空气的侵蚀(特别在近海处)。接收器必须密封装在它的外罩内，而且外罩必须易于移开，以便能去除任何凝结的水分。接收器如果不是永久性密封的，一般在仪器的底部装有干燥器。

总辐射表由双层石英玻璃罩、感应元件、遮光板、表体、干燥剂等部分组成。感应元件是该表的核心部分，它由快速响应的绕线电镀式热电堆组成。感应面涂3M无光黑漆，感应面为热结点，当有阳光照射时温度升高，它与另一面的冷结点形成温差电动势，该电动势与太阳辐射强度成正比。灵敏度为7～14μV/w•m² 。响应时间：≤30秒(99%)；内阻：约350Ω；稳定性：±2%；余弦响应：≤±5%(太阳高度角10°时)；温度特性：±2%(-20℃～+40℃)；非线性：±2%；重量：2.5kg；测试范围：0～2000W/m² ；信号输出：0～20mV；测试精度：小于5%；

图10.3 总辐射表

1)安装：总辐射表应安置在四周空旷，仪器感应面上终年没有任何障碍物的地方。如果达不到此条件，应选择尽可能避开障碍物(人为或自然)一定距离，且任何时刻障碍物的影子均不能投在仪器感应面的地方。一年内任何时间日出和日落方位，不能有高度角超过5°的障碍物。同时不要靠近浅色墙壁或其他反射阳光的物体。总辐射表一般安置在观测场内，如果观测场条件不具备，也可以安置在符合上述条件的楼顶平台上。总辐射表应牢固安装在专用的台柱上。台柱是用一根金 属管或木柱上固定一块比总辐射表底座稍大的金属板或木板构成。台柱离地面1.5m左右，台柱下部埋入地中要很牢固，长时间内不得出现下陷或变形现象，即使台柱受到严重冲击振动(如大风等)，也不改变仪器的水平状态。安装时，先把总辐射表的白色挡板卸下，再将总辐射表安装在台柱上，使仪器接线柱方向朝北。用三个螺钉(最好用不生锈的材料)将仪器固定在台柱上，若台架为金属板则事先打好三个孔，用螺栓固定仪器。然后利用仪器上所附的水准器，调整底座上三个螺旋，使总辐射表的感应面处于水平状态，最后将白色挡板装上。仪器安装后用导线与接线柱、记录仪表联接(接线时要注意正负极)，即可开始工作。有的接线柱有三根引出线，其中一根连接机体，用于连接电缆的屏蔽层，起到防干扰、防感应雷击的作用。

2)维护：台站进行总辐射观测，应在日出前把金属盖打开，辐射表就开始感应，记录仪自动显示总辐射的瞬时值和累计总量。日落停止观测后加盖。若夜间无降水或无其他可能损坏仪器的现象发生，总辐射表也可不加盖。开启与盖上金属盖应特别小心，要旋转到上下标记点对齐，才能开启或盖上。由于石英玻璃罩贵重且易碎。启盖金属盖时动作要轻，不要碰玻璃罩。冬季玻璃罩及其周围如附有水滴或其他凝结物，应擦干后再盖上，以防结冻。一旦把金属盖冻住很难取下时，可用吹风机吹出的热风使冻结物溶化或采用其他方法将盖取下，但都要仔细以免损坏玻璃罩。每日上下午至少各一次对总辐射表进行如下检查和维护：仪器是否水平，感应面与玻璃罩是否完好等；仪器是否清洁，玻璃罩如有尘土、霜、雾、雪和雨滴时，应用镜头刷或鹿皮及时清除干净，注意不要划伤或磨损玻璃；玻璃罩不能进水，罩内也不应有水汽凝结物；检查干燥器内硅胶是否变潮(由蓝色变成红色或白色后就不能再用了)，否则要及时更换。受潮的硅胶，可在烘箱内烤干变回蓝色后再使用。总辐射表防水性能较好，一般短时间或小的降水可以不加盖。但降大雨(雪、冰雹等)或较长时间的雨雪，为保护仪器，观测员应根据具体情况及时加盖，雨停后即把盖打开。

3)故障检测与处理：

①玻璃罩破裂。检查方法：目测。 原因与处理方法：送厂或维修点换新罩后重新检定。 　

② 输出信号开路。检查方法：用万用表电阻档测量。原因与处理方法：导线或密封插座没焊牢。重新焊接；热电堆断路，送厂换热电堆后，重新检定。 　

③有辐射时输出信号为零。检查方法：用万用表电阻档测量。原因与处理方法：导线或密封插座没焊牢。重新焊接；热电堆断路，送厂换热电堆后，重新检定。 　

④感应面翘起，黑漆脱落。检查方法：目测。原因与处理方法：送厂或维修点换新罩后重新检定。 　

⑤玻璃罩进水。检查方法：目测。原因与处理方法：密封垫圈不起作用。在大罩环与小罩环之间的缝中及小罩环与主体间的缝中，挤入硅橡胶密封粘合剂；小罩环的四个通气孔(侧壁)没与主体的槽想通。将小罩环旋转90°重新装上。 　

⑥水准泡损坏或跑气。检查方法：目测。原因与处理方法：重新换泡，并调到与感应面一至。

(2)直接辐射表

直接太阳辐射用直接辐射表(图10.4)来测量，其接收表面安置在垂直于太阳方向，通过视窗仅测量从太阳和很窄的环日天空发射的辐射，仪器构造具有三个特点：感应部份的表面必须垂直于入射的太阳光线；允许测量日盘和日盘周围很小区域的辐射；须具备可随时瞄准太阳的装置。显然，直接辐射表视窗的几何尺寸不同，测量会得到不同的结果，一直以来，直接辐射表有半张角从2.5°到5.5°，倾斜角从1°到2°。存在的问题：张角越大，探测器感应的环日辐射量越多；在高浑浊度和大张角的情况下，此量可达到百分之几。随着计算机辅助太阳跟踪装置跟踪精度的不断提高，跟踪装置几乎能够迅速而平稳地调整方位角和高度角，准确瞄准太阳，WMO仪器与观测方法委员会在第七版的《气象仪器与观测方法指南》中，建议所有新设计的直接辐射表的半张角均采用2.5°，倾斜角均采用1°。

图10.4 直接辐射表

1) 安装

直接辐射表安装在专用的台柱上，专用台柱的要求和安装方法与总辐射表基本相同。

直接辐射表跟踪太阳的准确度与仪表安装是否正确关系极为密切，安装时必须对准南北向、纬度、调整水平以及观测时的赤纬和时间。

① 调整、对准南北向。表底座方位线对准南北向是非常重要的。对准南北向，首先必须测定南北线。测定南北线的主要方法如下：

经纬仪法：真太阳时正午，用经纬仪(通过深色玻璃)观测太阳，然后降低物镜到水平面一点，这一点与观测点相连，即南北线并在仪器台柱上画出南北线。

在晴朗夜晚用经纬仪测北极星的方法也可确定南北线。

铅垂线法：这是较常用的一种方法。在真太阳时正午，用铅垂线观测其投影(当地子午线)，使仪器底座上的南北方位线与其重合，尽可能达到±0.25°以内。应用铅垂线对方位时，应先算出当地当日真太阳时正午对应的北京时间(钟表时间)。

例如某站(106°29′58″E) 6月28日测南北线，当日真太阳时正午相当于北京时间的计算方法是：

真太阳时(TT) =地平时(TM)+时差(EQ)       (10.1)

                                          =北京时(Cr)±经度时差(LC)+时差(EQ)       (10.2)

经度差=120°-106.5°=13.5°

经度时差(Lc)=13.5°×4分/度=54分=0⁵⁴

106°在120°以西，因此，LC=-0⁵⁴，6月28日的时差，查相关表可得，时差(EQ)=-0⁰³

12(TT)=北京时(Cr)-0⁵⁴-0⁰³       (10.3)

北京时=12+0⁰³+0⁵⁴=12⁵⁷       (10.4)

因此，必须使北京时12⁵⁷这一时刻的铅垂线投影与仪器底座的南北线重合，说明南北线对准。

对方位往往不是一次能对好的，反复几次对准后，初步将底座固定。

② 调整对准纬度(全自动跟踪架例外)。松开纬度刻度盘上的螺旋，转动刻度盘对准当地纬度(准确至0.1°)然后再固定。

③ 调整水平。用三个水平调整螺旋调整，使水准器气泡位于中央。方位、纬度、水平调整好后，再将仪器牢固地固定在台架上。仪器安装完成后，转动进光筒对准太阳(光点恰好落在瓷盘黑点中央)。这时仪器的赤纬与时间指针应指在当时的太阳赤纬和时间(真太阳时)上，但往往有一定差别，这是由于制造仪器时刻度误差等原因造成的。直射表安装好后，应试跟踪太阳一段时间，检查其是否准确，否则，应反复调整，直到准确为止(一天跟踪误差＜1光点约4分钟)。

2)使用和维护

直接辐射表与其它辐射表相比，不仅感应件要灵敏，而且还要跟踪准确，才能获得准确的直接辐射。要保持在任何天气条件下常年不断地、准确可靠地跟踪太阳是不容易的，因此，要严格遵守操作规程。

每天工作开始时，应检查进光筒石英玻璃窗是否清洁，如有灰尘、水汽凝结物应及时用软布擦净。跟踪架要精心使用，切勿碰动进光筒位置，每天上下午至少各检查一次仪器跟踪状况(对光点)，遇特殊天气要经常检查。如有较大的降水、雷暴等恶劣天气不能观测时，要及时加罩，并关上电源。转动进光筒对准太阳，一定按操作规程进行，绝不能用力太大，否则容易损坏电机。直接辐射表每月检查的内容和总辐射表基本相同，除检查感应面、进光筒内是否进水、接线柱和导线的连接状况外，重点应检查仪器安装与跟踪太阳是否正确。

(3)光合有效辐射表

光合有效辐射表(图10.5)主要用于测量400～700nm波长范围内自然光的光合有效辐射。感光器为光电传感器，该传感器使用余弦修正器下的硅光电管作为探测器件，标准型输出为电流信号。

光合有效总辐射表采取了特殊的光谱校正手段，基本消除了感应器件的光谱选择性，有效确保了测量精度。该总辐射表可在全天候条件下使用，具备测量精度高，响应速度快，性价比高等特点，可广泛应用于农业气象，植物生长等研究。

图10.5 光合有效辐射表

1)安装：光合有效辐射表通过机体所带的孔牢牢地固定在安装支架上，电缆插头朝向正北方，调好水平位置，再固紧螺丝。电缆牢固地固定在安装支架上，减少断裂或在有风天发生间歇中断的情况。

2)维护：光合有效辐射表与采集器通过双股导线连接，导线应具有防水性能。每次使用前用干净软布将表的玻璃罩擦拭干净以提高精度。

(4)长波辐射表

目前有两种型号的长波辐射表(图10.6)：一种是热电堆接收表面用一个内壁沉积着干涉滤光层的半球形罩子盖住；另一种是热电堆用一块沉积有干涉滤光层的平板覆盖。在这两种仪器中，表面沉积的干涉滤光层都是用硅制成。

半球形罩子长波辐射表的构造、外观与总辐射表基本相同，由感应器(黑体感应面与热电堆)、玻璃罩和附件等组成。与总辐射表主要的不同是玻璃罩内镀上硅单晶，保证了3μm以下的短波辐射不能到达感应面。仪器观测到的值，包括感应面接收到的长波辐射E(L， in)以及感应面本身向外发射的长波辐射E(L， out)

Emen=E(L，in)-E(L，out)       (10.5)

式中Emen由热电堆输出算得，Emen=mv/k，k为长波表灵敏度。E(L ，out)=σTb⁴，σ=5.6697×10⁸W/m²/K⁴，Tb为仪器腔体温度。因此感应面接收到的长波辐射。

E(L，in)=mv/k+5.6697×10^-8Tb⁴       (10.6)

Tb由安装在腔体内的热敏电阻测量。此外，为减少仪器灵敏度的温度系数，热电堆线路中并有一组热敏电阻，使测量更加准确。

图10.6 长波辐射表

1)安装使用：如同总辐射表和反射辐射表一样，分别将感应面朝上和朝下的两台长波辐射表安装在一起。安装地方条件、要求、使用注意事项和维护方法与总辐射表基本相同。每台仪器有4根引出线，其中2根测热电堆电压，另2根测量热敏电阻器的阻值，然后换算为腔体温度Tb。

为了连续记录，需要一个赤道仪支架或是一个自动跟踪器，对这些设备应加以防护使之不受经常出现的环境影响。赤道仪支架的主轴必须与地球自转轴保持平行，其方位角与高度角的调节都应准确到0.25°以内。因为这些测量要求非常小心，每天至少应对仪器检查一次，如果天气条件需要(以防止受到坏条件的影响)，必须更经常地检查。

对自记仪器的主要安置要求，与对常规日照计的要求一样，即在一年中各个季节的任何时间内，太阳光线应不受阻挡。此外，选择的场地位置在受到雾、烟和空气污染的影响方面应尽可能代表周围地域。

2)维护：用直接辐射表或太阳光度计进行连续记录时，需要防雨、雪等。例如，通常用石英制作的光学窗置于仪器的前端。必须注意保证这样的光学窗的清洁，并且在其内表面不能出现凝结物。

(5)紫外辐射表

尽管紫外辐射所占的太阳辐射能量比例较少，但由于其光量子能量较高，它所产生的光化学作用和生物学效应显著，对地球气候，生态环境及人类的健康状况有着非常重要的影响。

紫外辐射又分三个亚区：

近紫外UV－A：0.315～0.400μm

中紫外UV－B：0.280～0.315μm

远紫外UV－C：0.100～0.280μm

其中，UV－A波段，刚好处在可见光光谱外，它对晒黑皮肤，产生维生素D，植物的光合作用，大气污染中的光化学烟雾的生成都会有很大影响。在地球表面它的强度不随大气臭氧含量变化。

UV－B具有对人类健康和环境的影响，以及由于大气臭氧的衰减，引起地面UV－B的增加，人们最关心的就是这个波段辐射量。

UV－C在大气层中完全被吸收，地面上很难观测到此波段的辐射。

对紫外辐射的测量是困难的，因为到达地面的能量很小(约占总辐射的7％左右)

UV－A紫外辐射表。在这个波段里相当数量的紫外辐射(约占总辐射的5.9％)能够到达地面。这个波段观测比较方便，光电器件对这个波段有很高的感应灵敏度，而且不需要利用高真空技术。

UV－B紫外辐射表。许多光电管和光电倍增管在这个波段的感应都很灵敏，铯化碲和铷化碲的光电阴极不但对中紫外辐射反应灵敏，而且对可见光是盲区。中紫外的窗口材料一般采用石英玻璃，增加散射修正片对紫外辐射表进行余弦修正。为了减小环境温度对滤光器及光电探测器带来的影响，在机体内增加了恒温装置，同时也可防止雪、冰、霜在石英玻璃上的集结。UV－B辐射量约占总辐射的1.55%左右。此外，还有UV－AB紫外辐射表，它是用来测量太阳全紫外辐射的仪器。

图10.7 UV紫外辐射表

1)安装：UV系列紫外辐射表既可作为传感器连接到自动气象站使用，又可配合跟踪器及记录仪作为独立仪表使用。 UV系列紫外辐射表安装的地方要保证在所有季节和时间内从日出至日落方位上无高度角超过5°的障碍物。安装时将紫外辐射表固定在支架上，先调水平，然后固定。

2)维护：玻璃罩应保持清洁，要经常用软布或毛皮擦净。玻璃罩不可拆卸或松动，以免影响测量精度。罩内防止积水，应定期更换干燥剂。

(6)用长波短波辐射表观测和计算净全辐射

气象站用短波辐射仪器观测总辐射Eg、反射辐射Er。用2台长波辐射表分别观测EL↓与EL↑。然后计算出净全辐射E^*

E^*=Eg+EL↓-Er-EL↑      (10.7)

以及长波净辐射EL^*

EL^*=EL↓-EL↑      (10.8)

这种方式计算出的E^*与EL^*比用净全辐射表观测的值，更加准确。

(7)太阳辐射测量辅助设备

图10.8 双轴跟踪器外形图

1)太阳跟踪器

自动太阳跟踪器是全天候、自动化运行太阳跟踪设备，它采用特殊的太阳光谱感应元件，通过光敏跟踪技术，同时配合时间算法跟踪技术，能够全天候地对太阳进行自动跟踪。根据跟踪轴多少分为单轴跟踪器和双轴跟踪器，双轴跟踪器通过水平方向(时角轴)的圆周运动和垂直方向(赤纬轴)的圆周运动两个正交运动的合成来实现对太阳可靠而准确的跟踪，满足全天候太阳辐射数据的观测，它不仅能实现直接辐射表的太阳跟踪，还能实现散射辐射表和大气长波辐射表的自动遮光。单轴跟踪器利用与正午太阳高度角+90°倾斜的轴按时间模式圆周运动来实现对太阳的跟踪。

双轴跟踪器主要由四象限传感器、控制箱和跟踪器三部分组成。根据用户需求可以配置遮光装置，安装立柱等，跟踪器外形如图10.6所示。

双轴跟踪器具有两个相互垂直的轴，即时角轴和赤纬轴。四象限传感器与赤纬轴垂直安装，时角轴带动四象限传感器实现方位角的改变，赤纬轴带动四象限传感器实现仰角的改变。方位角和仰角的正交运动的合成实现了对太阳的跟踪。四象限传感器在光线良好时对太阳进行跟踪，当太阳辐射较弱时，则根据时间函数对太阳进行跟踪。两种方式自行切换，互相配合。任意时刻开机时能实现太阳跟踪。

时角轴和赤纬轴转动均由步进电机和减速机构构成，减速机构由传动比准确的齿轮副和传动比大能自锁的蜗轮蜗杆副两级减速传动组成。

直接辐射传感器与四象限传感器平行安装。总辐射表、长波辐射表等安装在转动箱体顶部的水平平台上。平台随时角轴转动。

②遮光装置

遮光装置为以双轴跟踪器赤纬轴驱动的平行四边形联动机构，遮光球圆心和总辐射表感应面中心的连线与直接辐射表、四象限传感器轴线时时平行。遮光球圆对总辐射表感应面遮光角度为5°，不同高度的总辐射传感器在平台上的安装位置及遮光球杆的长度要适当调整。

目前气象主管部门的常规业务观测为地表1.5m处水平面的观测，分为三个等级。一级观测站观测直接辐射、总辐射、散射辐射、反射辐射和净全辐射；二级观测站观测总辐射、净全辐射；三级观测站仅观测总辐射。

随着我国太阳能开发利用领域的不断拓宽，仅依靠现有的气象业务观测数据已无法精确描述具体开发方式的能源分布问题。由此推动了气象行业、高校、科研院所在科研、教学、实验的太阳能观测。观测中综合考虑各种因素，根据观测目的、观测项目和观测精度的不同，设计的内容包括：一、不同类型设备的对比观测，如光电型和光热型；二是特殊项目的观测，如分光谱太阳辐射、紫外辐射、向上向下长波辐射等；三是不同倾角的对比观测，如纬度倾斜面±xx°等；四是不同跟踪方式的观测，如单轴跟踪、双轴跟踪等；五是针对于不同电池的对比观测如多晶硅、单晶硅和薄膜三种材料的光伏电池发电情况的观测等。对于综合性的科研试验基地，其内容可以是一项或多项的组合。

而对于具体的太阳能资源开发项目来讲，由于其项目目标明确，且在前期对于局地的太阳能资源已有了初步的了解或论证，所需的是更精细化的数据信息；因此，主要应考虑：一是否需要特殊观测项目；二是有无科研与教学需求考虑，三是跟踪方式的影响。四是倾向性的电池选择。

安装完太阳能资源观测设备后，就要开始为期至少完整一年的观测，收集的用于编写太阳能资源开发项目的预可行性研究报告的观测数据一般要求有效数据完整率要达到90%以上。

目前，气象业务太阳能资源观测站的观测数据格式基于自动气象站二代站技术进行设计，数据传输采用无线GPRS/CDMA1X网络技术。用于科研、教学、建设项目的数据采集方式主要有两种：无线传输、定期换取SIM存储卡。目前采取两种方式并存，既便于用无线传输数据监控观测仪器运行状态，又通过两种方式互补，确保观测数据完整性。

为了确保观测安全，观测数据连续稳定，测风部门要安排懂专业或经过培训的固定人员定期浏览测风数据信箱，初步察看分析数据的连续性、合理性，对于出现的错误数据要及时查验、更换观测仪器，保证数据的连续性。要安排专人定期取卡、换卡，定期巡视观测现场，检查观测仪器运行状态，发现问题及时维护。

数据的到报情况是衡量观测设备运行稳定程度以及通讯能力好坏的重要指标，每月数据到报率为：数据到报率=实到每月观测数据总量/应到每月观测数据总量*100%

观测数据的可靠性能够反映观测设备的稳定运行情况，为了保证数据分析结果的可靠，对观测数据进行了一些质量控制。具体控制措施完全参考《地面气象观测规范》里对辐射数据的响应的控制方法：

一个“正确”的瞬时气象辐射值，不能超出规定的界限，相邻两个值的变化速率应在允许范围内，在一个持续的测量期(1小时)内应该有一个最小的变化速率。“正确”数据的判断条件见表10.1见。

表10.1 “正确”的瞬时气象辐射值的判断条件

业主(进行太阳能资源探测的自然人、法人企业、事业单位、大专院校、科研院所等)应是按照 QX/T 55-2007 的规定进行观测，获取的局地太阳能总辐射等的实测时间序列数据，数据应连续且不少于完整一年。业主在使用该数据前应及时向所在区域(省级)的气象主管部门汇交，并申请对该数据进行审查。气象主管机构应指定具体业务技术部门对数据审查、备案、存档。

数据审查部门对业主汇交的太阳能资源观测数据的审查，主要是审查数据的完整性、合理性和有效性。针对不同利用方式进行太阳能资源的观测与评估是太阳能资源开发利用的前提和关键。目前我国的地面辐射观测以水平面总辐射为主，观测仪器大多采用光热总辐射表，太阳能资源评价更多的也是对光热总辐射的计算和分析。

(1) 完整性检验

数据完整性主要是审查数据的数量和时间顺序：

数据数量：数据数量应等于预期记录的数据数量。

数据时间顺序：数据的时间顺序应符合预期开始、结束时间。

(2)合理性检验

数据合理性检验主要是审查数据的极值、一致性、趋势性、相关性等。

极值检查：

观测记录不能超出气候学界限值，超出的记录为错误的记录。

a.总辐射最大辐照度<2000 W/m²；；

b.直接辐射最大辐照度<1376W/m²；

c.日总辐射曝辐量<可能的日总辐射曝辐量(见表10.2)(特殊情况下，冬季允许超过≤20%，夏季≤15%)；

表10.2 可能的总辐射日曝辐量(单位为MJ/m²/d)

相关性检查：

a. 时(日)总辐射曝辐量≥时(日)散射辐射曝辐量；

b. 时(日)总辐射曝辐量≥时(日)反射辐射曝辐量；

c. 时(日)总辐射曝辐量≥时(日)净全辐射曝辐量；

d. 日总辐射曝辐量≥日水平面直接辐射曝辐量；

e. 日直接辐射曝辐量≥日水平面直接辐射曝辐量；

f. 日总辐射曝辐量与(日散射辐射曝辐量+日水平面直接辐射曝辐量)差的绝对值≤20%日总辐射曝辐量；

g. 日总辐射最大辐照度≥日净全辐射最大辐照度。

趋势性检验：

瞬时气象辐射值，不能超出规定的界限(表10.1)，相邻两个值的变化速率应在允许范围内，在一个持续的测量期(1小时)内应该有一个最小的变化速率。

一致性检查：

各要素气象观测记录与附近相关性较好的气象台站的趋势一致或相近。

(3)有效性

观测数据的有效性用有效数据完整率表示，太阳能资源开发项目要求有效数据完整率应达到90%以上。有效数据完整率可按照下列公式计算：

式中：应测数目——测量期间小时数；

缺测数目——没有记录到得小时平均值数目；

无效数据数目——确认为不合理的小时平均值数目。

疑误记录的处理：疑误记录的处理方法，检验后列出所有不合理的数据和缺测的数据及其发生的时间。 对不合理数据再次进行判别，挑出符合实际情况的有效数据，回归原始数据组。将备用的或可供参考的同期记录数据，经过分析处理，替换已确认为无效的数据或填补缺测的数据。

观测数据的备份存档：观测数据经质量检查处理后，应复制备份，长期保存。