ISO 9060:2018 太陽エネルギー—半球太陽および直達日射を測定するための機器の仕様と分類 | ページ 6

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。

ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

3.1

半球日射量

2πsrの立体角から平面が受ける日射量

注記 1:地球の表面に入射する半球状の太陽放射の約 97% から 99% は、0.3 μm から 3 μm の波長範囲内に含まれています[1] 。一般に、半球状の日射量は、直達日射量と拡散日射量(大気中に散乱する日射量)、および地面で反射される日射量から構成されます。

3.2

全球水平放射照度

水平面が受ける半球状の日射量

注記 1:受信機表面の傾斜角と方位角を指定する必要があります (例: 水平)

3.3

直射日光

特定の平面上で、太陽の円盤を中心とする小さな立体角から受ける放射

注記 1:一般に、直達日射量は、視野角が 6°までの機器で測定されます。したがって、太陽の円盤の周りの散乱放射 (日周放射または後光) の一部も含まれます (5.1 を参照)オングストローム型の歴史的な日射計 (補償日射計) は、最大 15° の大きな視野を持っています。日周放射と関連パラメータのより詳細な定義は、参考文献 [2] に記載されています。
注記2: 地上で受ける直達太陽放射の約97%から99%は、0 μmから3 μmの波長範囲内に含まれる[1]
注記 3: 受光面の傾斜角は、直射日光に対して水平または垂直など、指定する必要があります。

3.4

拡散日射

拡散放射

半球日射量から同一平面上の直達日射量を差し引いたもの

注記 1:太陽エネルギー技術の目的上、拡散放射には、受光面の傾斜に応じて、大気中に散乱する太陽放射と地面によって反射される太陽放射が含まれます。

注記 2:受光面の傾斜角と方位角を指定する必要があります (例: 水平)

3.5

日射計

約 0.3 µm から約 3 µm から 4 µm までの波長範囲内の半球から入射する放射束から生じる平面受光面上の放射照度を測定するために設計された放射計。

注記 1: 指定されたスペクトル範囲 (透過率 50% のポイント) は公称値です。放射計の設計によっては、その応答性のスペクトル限界が上記の限界と異なる場合があります。

3.6

日射計

受光面に垂直な軸を持つ明確に定義された立体角からの太陽放射束から生じる放射照度を測定するために設計された放射計。

注記1この定義から,直射日光を法線入射で測定するために日射計が使用されることがわかる。一般的および歴史的な日射計の典型的な開口半角は、2.5° から 7.5° の範囲です。参考文献 [3] では、直射日光計器のすべての新しい設計に対して、開口半角を 2.5° (6 10 -3 sr)、傾斜角を 1° にすることを推奨しています。開口部の半角は、(円形の) レシーバー開口部の中心からビュー制限開口部の端まで測定されます。傾斜角は、両方の開口部によって定義される円錐の開口部の半角です。角度の数学的定義については、5.1 b) を参照してください。日射計に対する太陽周辺放射の影響の詳細な説明は、参考文献 [2] に記載されています。

注記2フィールド日射計のスペクトル応答度は、放射計の特性に応じて、約0.3 µmから3 µmの範囲に制限されることがよくあります。与えられたスペクトル範囲 (50% ポイント) は公称値です。放射計の設計によっては、その応答性のスペクトル限界が上記の限界と異なる場合があります。

3.7

拡散計

拡散太陽放射を測定するために設計された放射計で、日射計と、シェーディング ボール、シェーディング ディスク、シェーディング リング、回転するシャドー バンド、またはシェーディング マスクなどのシェーディング構造で構成される。

注記 1日射計が遮光されるように、遮光ボールと遮光ディスクを太陽まで追跡しなければならない。シェーディング ディスクとそのトラッキングは、ISO 9846 [4]で定義されています。シェーディング ボールの中心は、シェーディング ディスクの中心と同じポイントに追跡されます。ボールの直径はディスクの直径に対応します。天頂にある太陽用の遮光ボールと遮光ディスクの遮光開口角と傾斜角は、2.5°と 1°でなければならない。

注記 2:日射計が約 2 日間にわたって発生するすべての太陽位置で陰になるように、陰影リングが配置されます。シェーディング リングは、約 2 日ごとに調整する必要があります。したがって、シェーディング リングは、直接放射だけでなく、拡散放射の一部も日射計に到達するのを防ぎ、拡散放射の近似値しか測定できません。

注記 3:回転するシャドーバンドが日射計の周りを回転し、回転中、この日射計がしばらく陰になるようにする。日射計は、シャドウバンドがセンサーを覆うときの拡散放射の近似値を測定します。日射計は、シャドウバンドが日射計の視野より下にあるときに半球放射を測定します。影バンドの影がセンサーに近いが、センサー上にない場合、ブロックされた拡散放射を除く半球放射が測定されます。これらの 3 つの測定により、いわゆる回転シャドーバンド放射計が拡散放射を決定します。

注記 4:シェーディング マスクは、太陽の位置に応じて、1 つまたはさまざまな日射計に影を落とします。

3.8

オフセット補正

系統誤差を補償するために、測定の未修正の結果に代数的に追加される値。

注記1:オフセット補正は推定系統誤差のマイナスに等しい。

注記 2系統誤差は完全には分からないため、完全な補償はできません。

3.9

補正係数

系統誤差を補償するために、測定の未補正の結果に乗算される数値係数。

注記 1系統誤差は完全には分からないため、完全な補償はできません。

[出典: ISO/IEC Guide 98‑3:2008, B.2.24]

3.10

受付間隔

許容測定量値の間隔
[出典: BIPM, 2012 [6] 、3.3.9]

3.11

公差間隔

プロパティの許容値の間隔
[出典: BIPM, 2012 [6] 、3.3.5]

3.12

ガードバンド

許容限界と対応する許容限界の間の間隔
[出典: BIPM, 2012 [6] 、3.3.11]

3.13

精度クラス

指定された動作条件下で測定誤差または機器の不確かさを指定された制限内に保つことを目的とした、規定された計量要件を満たすクラスの測定器または測定システム

[出典: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.25, modified — 注記は削除された]

参考文献

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[2]Blanc P, Espinar B, Geuder N, Gueymard C, Meyer R, Pitz-Paal R, Reinhardt B, Renné D, Sengupta M, Wald L, Wilbert S, 2014 年。 .太陽エネルギーNo. 110(0):561-57ドイ: http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2014.10.001
[3]世界気象機関、ガイド トゥ 気象機器および観測方法、2014 年第 8 版、2017 年に更新、WMO, ジュネーブ、2017 年
[4]ISO 9846:1993, 太陽エネルギー — 日射計を使用した日射計の校正
[5]BIPM, IEC, ILAC IFCC, IUPAC ISO, および OIML IUPAP, 2008 年。「測定データの評価 - 測定における不確かさの表現へのガイド、JCGM 100:2008 GUM 1995 に若干の修正あり」。計量ガイド合同委員会
[6]BIPM, 2012 年。「測定データの評価 — 評価適合性における測定の不確かさの役割、 JCGM 106:2012」。計量ガイド合同委員会
[7]ISO/IEC Guide 99:2007, 計量に関する国際語彙 — 基本的および一般的な概念と関連用語 (VIM)
[8]IEC 60904‑3:2016, 太陽光発電デバイス — 3: 参照スペクトル放射照度データを使用した地上太陽光発電 (PV) ソーラー デバイスの測定原理
[9]Gueymard C, 2001. 直接ビームおよび太陽周辺スペクトル放射照度のパラメータ化された透過率モデル。太陽エネルギー 71(5): 325-346
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[11]Jessen W, Wilbert S, Gueymard C, Polo J, Bian Z, Driesse A, Habte A, Marzo A, Armstrong P, Vignola F, Ramirez L.、2018 年。エネルギーシステム。太陽光エネルギーhttps://doi.org/10.1016/j.solener.2018.03.043
[12]ISO 9060: 1990, 2太陽エネルギー — 半球太陽および直達太陽放射を測定するための機器の仕様および分類
[13]ISO/IEC Guide 98-3:2008, 測定の不確実性 — 3: 測定における不確かさの表現の手引き (GUM:1995)

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

hemispherical solar radiation

solar radiation received by a plane surface from a solid angle of 2π sr

Note 1 to entry: Approximately 97 % to 99 % of the hemispherical solar radiation incident at the Earth’s surface is contained within the wavelength range from 0,3 μm to 3 μm[1]. Generally, hemispherical solar radiation is composed of direct solar radiation and diffuse solar radiation (solar radiation scattered in the atmosphere) as well as solar radiation reflected by the ground.

3.2

global horizontal irradiance

hemispherical solar radiation received by a horizontal plane surface

Note 1 to entry: The tilt angle and the azimuth of the receiver surface should be specified, e.g. horizontal.

3.3

direct solar radiation

radiation received from a small solid angle centred on the sun’s disc, on a given plane

Note 1 to entry: In general, direct solar radiation is measured by instruments with field-of-view angles of up to 6°. Therefore a part of the scattered radiation around the sun’s disc (circumsolar radiation or aureole) is also included (see 5.1). Historic pyrheliometers of the Angström type (compensation pyrheliometer) have a larger field of view of up to 15°. A more detailed definition of circumsolar radiation and related parameters can be found in Reference [2].
Note 2 to entry: Approximately 97 % to 99 % of the direct solar radiation received at the ground is contained within the wavelength range from 0 μm to 3 μm[1].
Note 3 to entry: The tilt angle of the receiver surface should be specified, e.g. horizontal or normal to the direct solar radiation.

3.4

diffuse solar radiation

diffuse radiation

hemispherical solar radiation minus coplanar direct solar radiation

Note 1 to entry: For the purposes of solar energy technology, diffuse radiation includes solar radiation scattered in the atmosphere as well as solar radiation reflected by the ground, depending on the inclination of the receiver surface.

Note 2 to entry: The tilt angle and the azimuth of the receiver surface should be specified, e.g. horizontal.

3.5

pyranometer

radiometer designed for measuring the irradiance on a plane receiver surface which results from the radiant fluxes incident from the hemisphere above within the wavelength range from approximately 0,3 µm to about 3 µm to 4 µm

Note 1 to entry: The spectral range (50 % transmittance points) given is only nominal. Depending on the radiometer design, the spectral limits of its responsivity can be different from the limits mentioned above.

3.6

pyrheliometer

radiometer designed for measuring the irradiance which results from the solar radiant flux from a well-defined solid angle the axis of which is perpendicular to the plane receiver surface

Note 1 to entry: It follows from this definition that pyrheliometers are used to measure direct solar radiation at normal incidence. Typical opening half angles of common and historical pyrheliometers range from 2,5° to 7,5°. Reference [3] recommends that the opening half-angle is 2,5° (6 10−3 sr) and the slope angle 1° for all new designs of direct solar radiation instruments. The opening half-angle is measured from the centre of the (circular) receiver aperture to the edge of the view-limiting aperture. The slope angle is the opening half-angle of the cone defined by both apertures. For mathematical definitions of the angles, see 5.1 b). A more detailed description of the influence of circumsolar radiation on the pyrheliometers can be found in Reference [2].

Note 2 to entry: The spectral responsivity of field pyrheliometers is often limited to the range of approximately 0,3 µm to 3 µm, depending on the radiometer properties. The spectral range (50 % points) given is only nominal. Depending on the radiometer design, the spectral limits of its responsivity can be different from the limits mentioned above.

3.7

diffusometer

radiometer designed for measuring the diffuse solar radiation, consisting of a pyranometer and a shading structure which can be a shading ball, a shading disk, a shading ring, a rotating shadowband or a shading mask

Note 1 to entry: Shading balls and disks shall be tracked to the sun, so that the pyranometer is shaded. Shading disks and their tracking are defined in ISO 9846 [4]. The centre of a shading ball is tracked to the same point as the centre of a shading disk. The diameter of the ball corresponds to the diameter of the disk. The shaded opening angle and slope angle of shading balls and ‐disks for the sun in the zenith shall be 2,5° and 1°.

Note 2 to entry: Shading rings are positioned such that the pyranometer is shaded for all solar positions occurring throughout approximately two days. Shading rings shall be adjusted approximately every two days. Shading rings therefore prevent not only the direct radiation, but also a part of the diffuse radiation from reaching the pyranometer and only an approximation of the diffuse radiation can be measured.

Note 3 to entry: A rotating shadowband is rotated around the pyranometer so that this pyranometer is shaded for some time during the rotation. The pyranometer measures an approximation of the diffuse radiation when the shadowband shades the sensor. The pyranometer measures the hemispherical radiation when the shadowband is below the pyranometer’s field-of-view. When the shadowband’s shadow is close to the sensor, but not on the sensor the hemispherical radiation except of the blocked diffuse radiation is measured. With these three measurements so-called rotating shadowband irradiometers determine the diffuse radiation.

Note 4 to entry: Shading masks throw a shadow on one or various pyranometers depending on the solar position.

3.8

offset correction

value added algebraically to the uncorrected result of a measurement to compensate for systematic error

Note 1 to entry: The offset correction is equal to the negative of the estimated systematic error.

Note 2 to entry: Since the systematic error cannot be known perfectly, the compensation cannot be complete.

3.9

correction factor

numerical factor by which the uncorrected result of a measurement is multiplied to compensate for systematic error

Note 1 to entry: Since the systematic error cannot be known perfectly, the compensation cannot be complete.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 98‑3:2008, B.2.24]

3.10

acceptance interval

interval of permissible measured quantity values
[SOURCE: BIPM, 2012[6], 3.3.9]

3.11

tolerance interval

interval of permissible values of a property
[SOURCE: BIPM, 2012[6], 3.3.5]

3.12

guard band

interval between a tolerance limit and a corresponding acceptance limit
[SOURCE: BIPM, 2012[6], 3.3.11]

3.13

accuracy class

class of measuring instruments or measuring systems that meet stated metrological requirements that are intended to keep measurement errors or instrumental uncertainties within specified limits under specified operating conditions

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.25, modified — Notes have been deleted.]

Bibliography

[1]Reda I., Konings J., Xie Y., 2015. “A method to measure the broadband longwave irradiance in the terrestrial direct solar beam.” Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics no. 129:23-29. doi: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2015.04.003
[2]Blanc P., Espinar B., Geuder N., Gueymard C., Meyer R., Pitz-Paal R., Reinhardt B., Renné D., Sengupta M., Wald L., Wilbert S., 2014. “Direct normal irradiance related definitions and applications: The circumsolar issue”. Solar Energy No. 110 (0):561-577. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2014.10.001
[3]World Meteorological Organization, Guide to Meteorological instruments and Methods of Observation, No 8, 2014 edition updated in 2017, WMO, Geneva, 2017
[4]ISO 9846:1993, Solar energy — Calibration of a pyranometer using a pyrheliometer
[5]BIPM, IEC, ILAC IFCC, IUPAC ISO, and OIML IUPAP, 2008. “Evaluation of measurement data—Guide to the expression of uncertainty in measurement, JCGM 100:2008 GUM 1995 with minor corrections”. Joint Committee for Guides in Metrology
[6]BIPM, 2012. “Evaluation of measurement data — The role of measurement uncertainty in conformity assessment, JCGM 106:2012”. Joint Committee for Guides in Metrology
[7]ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)
[8]IEC 60904‑3:2016, Photovoltaic devices — 3: Measurement principles for terrestrial photovoltaic (PV) solar devices with reference spectral irradiance data
[9]Gueymard C., 2001. Parameterized transmittance model for direct beam and circumsolar spectral irradiance. Solar Energy 71 (5):325-346
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[12]ISO 9060:1990, 2Solar energy — Specification and classification of instruments for measuring hemispherical solar and direct solar radiation
[13]ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995)