日照輻射儀SPN1是一款功能強(qiáng)大的緊湊型輻射傳感器，氣象級(jí)的專利儀器，具有獨(dú)特的無(wú)移動(dòng)部件設(shè)計(jì)，為長(zhǎng)期戶外測(cè)試而設(shè)計(jì)內(nèi)置加熱器。可作為遮光環(huán)日照強(qiáng)度計(jì)、日溫計(jì)或傳統(tǒng)的日照記錄器使用，在任何地球緯度都能工作。SPN1可測(cè)量直接和漫射太陽(yáng)輻射，還能提供日照時(shí)數(shù)。以下是研究人員和光伏工程師如何使用SPN1的四個(gè)引人入勝的案例。
MOSAiC：史上規(guī)模最大的極地考察
北極氣候研究多學(xué)科漂移觀測(cè)站（MOSAiC）是迄今為止規(guī)模最大的北冰洋中心地區(qū)北極氣候系統(tǒng)考察項(xiàng)目。MOSAiC的總預(yù)算超過(guò)1.4億歐元，以德國(guó)“極星”號(hào)破冰船為主要平臺(tái)，于2019年秋季將其凍結(jié)在東西伯利亞/拉普捷夫海北部，隨穿極流漂移直至2020年10月，完成為期一整年的有人值守冰站觀測(cè)，以加深理解北極中央海域大氣-海冰-海洋-生態(tài)系統(tǒng)間的耦合過(guò)程，提高北極天氣預(yù)報(bào)、海冰預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)的能力。來(lái)自20個(gè)國(guó)家的500多名科學(xué)家參與了這次考察，收集的氣象和環(huán)境數(shù)據(jù)為科學(xué)家提供了有關(guān)全球變暖的重要新信息。
日照輻射儀SPN1是此次極地考察中使用的儀器之一，用于測(cè)量全球和漫射太陽(yáng)輻射，以及日照時(shí)數(shù)。它提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以支持對(duì)北極環(huán)境（作為全球變暖的中心）的詳細(xì)分析，從而獲得關(guān)于全球氣候變化本質(zhì)的基本見(jiàn)解。
由科考隊(duì)專門(mén)部署的太陽(yáng)輻射傳感器SPN1
Saildrone：海洋數(shù)據(jù)收集自主無(wú)人船
日照輻射儀SPN1用于記錄兩艘Saildrone無(wú)人船上的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)。這兩艘無(wú)人船執(zhí)行了為期6個(gè)月、4000海里的赤道往返考察任務(wù)，此次考察擴(kuò)展了現(xiàn)有熱帶太平洋觀測(cè)系統(tǒng)的工作。該任務(wù)的核心目標(biāo)是評(píng)估Saildrones是否能夠提供與經(jīng)驗(yàn)證的系泊浮標(biāo)技術(shù)相匹配的氣象測(cè)量。
Saildrone（下圖）是自主的水面無(wú)人船，可以遠(yuǎn)程編程并安裝各種測(cè)量傳感器。每艘Saildrone都是從碼頭出發(fā)和回收的，僅使用風(fēng)力就可以到達(dá)目的地，航速為3-5節(jié)。這項(xiàng)令人興奮的新技術(shù)使得以傳統(tǒng)方法的一小部分成本進(jìn)行重要的海洋研究成為可能，并已被用于收集環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象研究和魚(yú)類種群分析項(xiàng)目的數(shù)據(jù)。無(wú)人船和系泊浮標(biāo)數(shù)據(jù)（Zhang et al. 2019)的比較表明，包括太陽(yáng)輻射在內(nèi)的所有物理測(cè)量結(jié)果都非常一致。因此，無(wú)人船可以成為一種強(qiáng)大且具有成本效益的新方法，為長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)提供關(guān)鍵觀測(cè)數(shù)據(jù)。
安裝了SPN1的Saildrone無(wú)人船（由Jennifer Keene提供）
留尼汪大學(xué)：監(jiān)測(cè)活火山
留尼旺大學(xué)的研究人員在活火山的火山口邊緣安裝了日照輻射儀SPN1，作為氣象站的一部分。這座活火山名為Piton de la Fournaise“熔爐之峰”，位于留尼汪島東南側(cè)，留尼汪島是印度洋上的一座法屬島嶼。2016年6月13日，經(jīng)過(guò)1.5小時(shí)的攀登，留尼汪大學(xué)LE2P團(tuán)隊(duì)（LE2P：能量、電子和工藝實(shí)驗(yàn)室）的Patrick Jeanty和同事攜帶觀測(cè)設(shè)備，到達(dá)海拔2587米的火山口邊緣。
在2016年期間，一系列地球物理傳感器不斷監(jiān)測(cè)這座火山，并向OVPF（Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise）發(fā)送數(shù)據(jù)。通過(guò)兩個(gè)向下看的紅外攝像機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，并輔以一個(gè)向上看的日照輻射儀SPN1。SPN1的數(shù)據(jù)被用來(lái)幫助消除太陽(yáng)輻射對(duì)紅外相機(jī)讀數(shù)的影響。
LE2P團(tuán)隊(duì)之前曾進(jìn)行過(guò)一個(gè)單獨(dú)的長(zhǎng)期項(xiàng)目——使用SPN1網(wǎng)絡(luò)（遍布留尼汪島）的數(shù)據(jù)，幫助高效管理島上的電網(wǎng)，該電網(wǎng)主要由可再生資源供電。
中國(guó)三峽集團(tuán)：監(jiān)測(cè)200MW太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)
中國(guó)三峽集團(tuán)公司使用日照輻射儀SPN1監(jiān)測(cè)大型太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)項(xiàng)目的性能。該太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)（位于北京西南230公里處的河北省曲陽(yáng)縣）正在40多平方公里綿延起伏的未開(kāi)墾土地上建設(shè)，是規(guī)模龐大的山區(qū)光伏項(xiàng)目。
該發(fā)電場(chǎng)已具備200 MW太陽(yáng)能發(fā)電的潛力，當(dāng)?shù)卣雅c光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)商簽訂了價(jià)值超過(guò)120億元人民幣的合同，以在當(dāng)?shù)貏?chuàng)造超過(guò)1 GW的太陽(yáng)能發(fā)電能力。