大気環境が太陽エネルギー利用に与える影響を評価するための分光日射特性の研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452178
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 馬場 弘 北見工業大学, 工学部, 助教授 (50003190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 登 北見工業大学, 工学部, 助手 (20232994) ; 金山 公夫 北見工業大学, 工学部, 教授 (30003164)
• Keywords: 分光日射量 / 波長 / 日射スペクトル / 全天日射量 / 直達日射量 / 大気懸濁度 / 太陽高度 / アルベド

Research Abstract

平成7年度に継続して、平成7年4月から平成8月3月迄、全天日射および法線面直達日射の分光測定を実施し、測定データの蓄積と整理、解析を行った結果、以下のことが明らかとなった。
1)雲量が0〜6の範囲にある晴天時と、雲量が10の雲天時の全天日射スペクトルの測定値を、各月毎、夏期と冬期の半年間および通年の三種類の期間について分類し、整理を行った。その際、同時に測定している全天日射量と対応させて100W/m^2毎にランク分けすることによって、各ランクの平均全天日射スペクトルを求めた。その結果、全天日射スペクトルを、晴天時および雲天時について誤差30%以内で推定出来るすることを明らかにした。
2)晴天時の法線面直達日射量についても、1)と同様のことを行い、同様の結果を得た。
3)全天日射量に対する各ランクのスペクトルは、そのピーク値で割って規格化することにより、一つの標準スペクトルとして、晴天時と雲天時の分光特性が表されることが分かった。
4)日射スペクトルに与える大気環境の影響は、大気中のオゾン、水蒸気およびエアロゾルによる大気懸濁度によって決定され、これらの因子はBirdのモデル式によって得られる結果とよく一致した。
5)炭酸ガスなど大気中に微量含まれる組成ガスの影響は、太陽エネルギーの大部分が分布する0.3〜2.5μmの波長域ではその影響は小さく、太陽エネルギー利用の立場からは無視し得る。
6)エアロゾルは、0.3〜1.0μmの波長域に影響することから、排気ガスおよび火山の噴火による太陽エネルギー利用への影響は大きい。しかし、本学のような大気汚染の影響が少ない地域ではその影響は観測されなかった。
7)これ迄の結果は、日本機会学会論文集に投稿中であり、日本伝熱シンポジウム、日本太陽エネルギー学会などにおいて口頭発表を行い高い評価を得ている。
8)本研究は屋外測定であり、細部にわたる詳細な検討を行うには、未だデータ不足であり今後も測定実験と検討を継続する予定である。