所有高精度测量都需要：提高数据可用性并减少零偏移误差
WMO，ISO和ASTM一直建议对总辐射表进行通风，以减少露水和霜冻的影响，并减少零偏移误差。现在，对于符合IEC 61724-1的PV系统性能监控的A级系统也有要求。Hukseflux建议对所有高精度测量进行测量，以达到5％以上的测量精度，并配备加热和通风功能。同样重要的是要注意通风的缺点。通风不是减少仪器维护或清洁间隔的方法。通风很少能有效清除积雪。
介绍
在大多数气候下，测量太阳辐射时，露水和霜的沉积会导致严重的误差。特别是在清晨之前，可以手动清洁器械。不能只加热总辐射表。它在总辐射表热探测器中产生大的零偏移。
Hukseflux的建议摘要
Hukseflux建议使用带有“循环通风和加热”功能的SR30（图1）或外部通风系统，例如带有总辐射计SR20的VU01进行加热和通风（图3）：
- 如果您的目标是测量精度高于5％（k = 2）
- 在所有有霜冻的北极条件下
- 如果您根据IEC 61724-1 A级从事公用事业规模的光伏监控
不该做什么：
- 在大气粉尘负荷较高的区域使用VU01外部通风和供暖（在这种情况下，请使用SR30）
典型的使用建议为：
- 仪器清洁间隔<7天
- 总辐射表校准间隔<2年
该建议的例外情况是：
- 当使用Hukseflux SR25型时：可以在不使用通风的情况下加热该型号，但其零偏移仍然很低。
图1 冻结条件下的一个典型问题：日光辐射计圆顶表面上的冰积聚降低了数据的可用性。在前面，采用了循环通风的新型日射强度计设计。
传统的外部通风
传统解决方案是如图3所示的外部通风系统。加热和通风的空气吹到总辐射表上。
呼吸机：
- 加热空气并将其吹到总辐射表上，以使圆顶保持在露点以上
- 促进辐射计所有组件之间的热平衡，从而减少零偏移
- 通常使用额外的加热器，因为通风机的加热功率可能不足
- 通常会引入额外的热零偏移，特别是在大功率加热时。仅在必要时建议使用大功率加热
- 由于热量通过通风空气带走，因此消耗大量功率；通常在10 W左右
- 需要定期维护呼吸机和空气过滤器
- 不建议用于大气尘埃含量较高的区域，例如经常有沙尘暴的沙漠；呼吸机的旋转部件容易卡住并且不能清洁
- 不会缩短总辐射表的清洁间隔（参考ISO，WMO，BSRN，请参见下文）
- 无法可靠地防止圆顶上的雪或雨
新增：SR30，带有内部循环通风和加热
一种新的解决方案是内部循环通风。内部加热和再循环的空气使仪器的圆顶保持在露点以上，同时又迫使身体达到相同的温度。
内部通风：
- 加热空气并通过仪器内部吹气，以使球罩高于露点
- 确保整个总辐射表处于热平衡状态，减少零偏移
- 不需要额外的加热器
- 在高温下没有额外的零偏移
- 由于热量再循环而消耗低功率；2 W消耗是正常的
- > 5年后需要更换呼吸机
- 不会缩短总辐射表的清洁间隔（参考ISO，WMO，BSRN，请参见下文）
- 无法可靠地防止圆顶上的雪或雨
保养/清洁
通风通常用于高精度测量要求。在这种情况下，仍然需要高水平的仪器维护和球罩清洁。蒸发的水滴可能会在仪器球罩上留下污渍。外部通风装置的底部通常可通往需要定期清洁的可移动灰尘过滤器。
图2 寒冷气候下的数据可用性受到各种因素的负面影响。在此示例中，我们研究了荷兰晴空下的一次霜事件。SR30与两个传统的总辐射表进行了比较：一个不通风且不加热，而另一个则是外部通风和加热。在这样晴朗的天空中，人们期望像SR30这样的余弦曲线。尽管未通风的总辐射强度曲线的偏差可能会通过数据质量控制过滤掉，但通风的总辐射强度曲线的偏差却无法可靠地过滤掉，从而污染数据，而您甚至都不知道。数据取自KNMI，2016年12月4日。
一般推荐的做法ISO TR9901和ASTM G 183-05
ISO / TR 9901“太阳能-现场热辐射仪-推荐使用方法”建议在要求高精度和可靠性的情况下使用呼吸机。它在5.2.2中添加了3个特定目的：
- 露水和霜冻的形成受到抑制，尤其是在外部圆顶上，
- 外圆顶上的雨滴迅速蒸发，并且
- 仪器的温度应保持在接近环境空气的温度。
附件A1补充说：“总辐射表通常要连续通风，以提供较高的可靠性”。更多细节可参见附件A2，其中对不同的通风系统进行了评论。
总辐射表的维护时间表在第5.2.3章中进行了描述，并建议每日清洁总辐射表，无论其是否通风。
ASTM G 183-05“日光辐射计，日光辐射计和紫外线辐射计在现场使用的标准规范”与ISO TR9901等效。
在5.3.2中，建议每天检查和清洁仪器，并每周检查呼吸机的运行状态。
IEC 61724-1：用于光伏系统性能监控
对于A级和B级系统，您可以使用PV参比电池以及日射强度计。根据表5，必须对总辐射表和PV参考电池进行加热。在同一表中提到了加热的目的：“防止凝结和/或冷冻沉淀的积累”，这是大多数气候下不可靠数据的主要来源。它是“在凝结和/或冻结的沉淀会影响更多的测量的位置所必需的。
对于A类，“每年少于7天”，对于B类，“每年超过14天”。在A类系统中，仅必须对总辐射表进行通风。PV参比电池不需要通风，因为它们没有零偏移。
IEC 61724-还要求按照表5进行总辐射表“清洁”；对于A类系统，至少每周一次，对于B类系统，则至少每2周一次。
图4 通过通风改善数据可用性：纵轴：不可靠的数据百分比时间。在我们的屋顶上，我们使用室外相机分析了数据可用性。我们手动标记了日光计被露水或霜覆盖的时刻。在秋季使用传统的总辐射表（右侧为棕色），大约有10％的时间无法获得数据。因为这主要是在清晨，所以这10％的时间约占总太阳能的3％。在传统的外部通风下，性能要好得多，蓝色约为1％。带有内部通风的SR30，红色，性能与外部通风相同。
WMO：用于气象网络
关于通风：在7.3.3.5中：“在某些网络中，用鼓风机对日光计暴露的圆顶进行连续通风，以避免或减少寒冷天气下的沉积物，并在天气平静时冷却圆顶。通风空气与环境空气之间的温差不应超过约1K。如果局部污染或沙子在球顶上形成沉积物，应非常轻柔地擦拭，最好在吹掉大部分散落的物料后或之后为了防止刮擦表面，将其稍微弄湿。”
关于7.3.3中的维护：“最理想的是，至少每天检查一次总辐射表和记录仪，最好是更频繁地检查一次。”
BSRN：用于高精度漫射辐射测量
基准表面辐射网络（BSRN）是用于气候变化监测的高质量网络。BSRN操作手册v2.1中要求所有总辐射表通风。
在BSRN网络中，总辐射表主要用于测量散射辐照度。对于200 W / m2量级的漫射信号，非常重要的零偏移量为7 W / m2。通风将其降低2倍。
BSRN网络中通风的主要目的是减少零偏移。
BSRN手册在4.2.2.1中建议使用通风作为防止零偏移，结露，霜冻和积雪的工具。该手册说：
“建议的整体辐射测量程序要求使用通风的外壳，以通过抑制日光照射造成的日射强度计体温变化并可能降低热失调来提高日射强度计测量的整体稳定性。在某些气候下，使用呼吸机还可以消除露水并减少仪器球罩上结霜和积雪的发生次数，从而提高可恢复数据的数量。
建议使用通风的场所：
- 在普遍存在露水，霜冻或雪的地方，
- 如果自然通风不频繁或变化很大，
- 如果一年中的某些时候有大量的辐射降温，通风的外壳可以减少热偏移，
- 在一年中的某些时段湿度较高的地方，呼吸机将减少水损坏的可能性，并减少干燥剂更换的频率。
如第6章所述，维护时间表建议仪器清洁以及每天检查呼吸机一次，每年润滑或清洁呼吸机一次。
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