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Direct normal irradiance related definitions and applications: The circumsolar issue

Blanc, P. und Espinar, B. und Geuder, Norbert und Gueymard, Christian A. und Meyer, R. und Pitz-Paal, Robert und Reinhardt, Bernhard und Renné, David und Sengupta, M. (2014) Direct normal irradiance related definitions and applications: The circumsolar issue. Solar Energy (110), Seiten 561-577. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2014.10.001. ISSN 0038-092X.

[img] PDF (Direct normal irradiance related definitions and applications: The circumsolar issue)
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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X14004824

Kurzfassung

The direct irradiance received on a plane normal to the sun, called direct normal irradiance (DNI), is of particular relevance to concentrated solar technologies, including concentrating solar thermal plants and concentrated photovoltaic systems. Following various standards from the International Organization for Standardization (ISO), the DNI definition is related to the irradiance from a small solid angle of the sky, centered on the position of the sun. Half-angle apertures of pyrheliometers measuring DNI have varied over time, up to ≈10°. The current recommendation of the World Meteorological Organization (WMO) for this half-angle is 2.5°. Solar concentrating collectors have an angular acceptance function that can be significantly narrower, especially for technologies with high concentration ratios. The disagreement between the various interpretations of DNI, from the theoretical definition used in atmospheric physics and radiative transfer modeling to practical definitions corresponding to specific measurements or conversion technologies is significant, especially in the presence of cirrus clouds or large concentration of aerosols. Under such sky conditions, the circumsolar radiation—i.e. the diffuse radiation coming from the vicinity of the sun—contributes significantly to the DNI ground measurement, although some concentrating collectors cannot utilize the bulk of it. These issues have been identified in the EU-funded projects MACC-II (Monitoring Atmospheric Composition and Climate-Interim Implementation) and SFERA (Solar Facilities for the European Research Area), and have been discussed within a panel of international experts in the framework of the Solar Heating and Cooling (SHC) program of the International Energy Agency’s (IEA’s) Task 46 “Solar Resource Assessment and Forecasting”. In accordance with these discussions, the terms of reference related to DNI are specified here. The important role of circumsolar radiation is evidenced, and its potential contribution is evaluated for typical atmospheric conditions. For thorough analysis of performance of concentrating solar systems, it is recommended that, in addition to the conventional DNI related to 2.5° half-angle of today’s pyrheliometers, solar resource data sets also report the sunshape, the circumsolar contribution or the circumsolar ratio (CSR).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/91761/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Direct normal irradiance related definitions and applications: The circumsolar issue
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Blanc, P.Mines Paris TechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Espinar, B.Mines Paris TechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Geuder, NorbertStuttgart University of Applied SciencesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gueymard, Christian A.Solar Consulting Services, New Smyrna Beach, FL, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, R.SuntraceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pitz-Paal, Robertrobert.pitz-paal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3542-3391NICHT SPEZIFIZIERT
Reinhardt, Bernhardbernhard.reinhardt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Renné, DavidNRELNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sengupta, M.NRELNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2014
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.solener.2014.10.001
Seitenbereich:Seiten 561-577
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:El Sevier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Direct normal irradiance; Circumsolar irradiance; Circumsolar ratio; Pyrheliometer; Concentrating solar technologies
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Konzentrierende Solarsysteme (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Qualifizierung (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Hinterlegt von: Kruschinski, Anja
Hinterlegt am:10 Nov 2014 17:07
Letzte Änderung:04 Jul 2023 14:41

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