一、方案介绍

太阳辐射是驱动地表能量交换、植物光合作用和光伏发电的核心因素，而日照时数与光强则是衡量太阳辐射强度和持续时间的两个关键指标。在光伏电站中，光强直接决定发电效率；在农业与生态监测中，日照时数影响作物生长周期与蒸腾作用；在道路、桥梁与城市环境中，太阳辐射强弱决定路面温升、结冰融化速度及材料老化速率。

本方案通过布设高精度光照强度传感器和日照计，结合4G物联网采集与云平台，实现对光照强度（Lux或W/m²）与日照时数的连续在线监测，为能源评估、农业调控、气象分析与基础设施运维提供可靠数据支撑。

二、监测目标

系统围绕“太阳辐射可量化、可分析、可预测”建立：

实时监测环境光照强度变化情况。
自动累计有效日照时数。
分析光照与发电量、作物生长及路面热环境之间的关系。
为光伏运行、农艺调控与道路气象模型提供输入参数。

三、需求分析

传统气象站光照数据空间分辨率低，难以反映局地光照差异。在光伏阵列、大棚群、山区道路与城市峡谷等复杂环境中，遮挡、云量与地形会显著影响实际光照条件，因此必须建设分布式光照在线监测系统，实现本地化、实时化感知。

四、监测方法

系统采用硅光电二极管或光谱匹配型光强传感器，对太阳辐射进行连续测量，通过RS485接口接入4G采集主机。采集主机以分钟级间隔上传光强数据，云端根据设定阈值自动判断“有效日照”，并累计日照时数。

五、应用原理

光强传感器通过将光子能量转换为电流信号，输出与光照强度成正比的电压或数字信号。系统根据光强是否超过气象学定义的日照阈值（如120 W/m²或相应Lux值），判定该时间段是否计入日照时数。

六、功能特点

支持光强与日照时数双指标监测。
支持4G远程实时传输。
支持历史曲线、日累计、月统计与对比分析。
支持手机与电脑多终端访问。

七、硬件清单

光照强度传感器
日照计
RS485 4G采集主机
立杆、避雷与供电系统

八、硬件参数（典型）

光照量程：0～200,000 Lux 或 0～2000 W/m²
精度：±5%
分辨率：1 Lux 或 1 W/m²
通信接口：RS485
数据传输：4G

九、方案实现

在无遮挡区域安装光照传感器，接入4G采集主机，数据实时上传云平台并自动累计日照时数。

十、数据分析

系统可分析光照强度与发电量、作物生长和路面温度的相关性，为运维与调控提供依据。

十一、预警决策

当光照异常偏低或长期不足时，可触发运维与生产调整提示。

十二、方案优点

具备高时效性、高空间分辨率和远程集中管理能力。

十三、应用领域

光伏电站、农业大棚、道路气象站、城市环境监测、生态保护区。

十四、效益分析

通过精准掌握光照资源，提高光伏发电效率与农业生产管理水平。

十五、国标规范

《GB/T 19565 日照观测规范》
《GB/T 35221 太阳辐射测量方法》

十六、参考文献

WMO《太阳辐射观测指南》
ISO 9060 太阳辐射测量标准

十七、案例分享

某光伏园区部署光照在线监测系统后，通过分析日照与发电量关系，优化清洗与排布策略，使年发电量提升约8%。