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空气质量系数(AM)

1900
科学家在实验室中测量与气团系数相关的太阳能电池板性能。.

(图片仅供参考)

大气质量系数 (AM) 量化了太阳光穿过地球大气层的直接光程。它是给定天顶角 θ 处的光程与太阳直射天顶时的光程之比。对于约 60° 以内的角度,它可以近似表示为 AM ≈ sec(θ)。AM0 指的是大气层外的光谱。

大气质量系数是太阳能和大气科学中的一个关键参数。地面太阳能电池测试的标准值为AM1.5,对应的太阳天顶角为48.19°。选择该值是因为它代表了欧洲和北美温带地区接收到的年平均太阳辐射量。“1.5”表示光程长度是太阳直射时(AM1)光程长度的1.5倍。AM0光谱的积分功率为太阳常数(约1361 W/m²),用于航天器太阳能电池的设计和测试。随着AM值的增加(即太阳接近地平线),光穿过大气层的路径长度增加。这会导致更多的吸收和 散射这不仅会降低总辐照度,还会使光谱向红移,因为蓝光更容易被散射(瑞利散射)。更复杂的大气环流模型考虑了地球曲率和大气的影响。 折射在大天顶角下精度更高。

UNESCO Nomenclature: 2506
- 地球物理学

类型

物理模型

中断

递增

用法

广泛使用

前体

  • 布格定律(比尔-兰伯特定律描述光在介质中的衰减
  • 发展三角学以计算角度和路径长度
  • 对大气成分及其吸收特性的理解
  • 的发明 spectroscope for analyzing the solar spectrum

应用程序

  • 太阳能电池板的性能测试和评级(例如,AM1.5标准)
  • 大气建模和辐射传输计算
  • 预测一天中不同时间和一年中不同季节的太阳能可用性
  • 利用天文观测来校正大气消光
  • 材料科学用于测试材料在阳光照射下的耐久性

专利:

NA

潜在创新理念

  • 带有涂层的太阳能电池板,其抗反射性能可根据不同am值下变化的光谱动态优化。
  • 人工智能驱动的太阳能发电场管理系统,可根据实时大气数据和计算结果调整面板角度。
  • 城市规划软件,通过模拟一天中不同时段的光照强度变化,优化建筑布局,充分利用自然光。
  • 可穿戴 uv sensors that provide more accurate exposure warnings by calculating the local am
  • 结合大气气象条件的高级天气模型可以更好地预测地表温度波动
  • 用于无人机的光谱仪,通过分析不同am值下的光谱变化来绘制大气成分图。
  • 教育 增强现实 apps that visualize the sun’s path and changing am throughout the day
  • 智能温室可根据am预测的自然光谱调整补充照明。
  • 一种可根据am值动态调节颜色以减少眩光的汽车玻璃
  • 利用类似am计算方法进行大气制动的航天器再入轨道规划
相关术语:气团、AM1.5、太阳能、光伏、大气、天顶角、太阳辐照度、大气消光、辐射传输、太阳光谱。

历史背景

空气质量系数(AM)

1650
1800
1852
1900
1912
1940
1940
1950
1800
1838
1872
1910
1940
1940
1946

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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