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辐照度单位换算器

一个标准太阳辐照是 1000 W/m²,即 100 mW/cm²。输入数值任选单位,一次给出全部辐照度单位的换算结果。

辐照度单位换算器

什么是辐照度单位换算器?

辐照度单位换算器 - W/m² mW/cm² BTU在线换算插图

辐照度是单位面积接收的辐射功率,SI 单位 W/m²。光伏行业的「标准测试条件 STC」就是 1000 W/m²(俗称 1 个太阳):组件标注的 550 W 峰值功率正是在此辐照下测得。大气层外的太阳常数是 1361 W/m²,晴天正午到达地面约 1000 W/m²,阴天可能只有 100-300。

其他单位各有地盘:皮肤光生物学用 mW/cm²(1 mW/cm² = 10 W/m²);暖通用 BTU/(ft²·h)(1 ≈ 3.155 W/m²);气象学老资料用兰利 ly(1 ly = 1 cal/cm²,1 ly/min ≈ 697.3 W/m²)。评估光伏电站收益时,「峰值日照小时数」就是把全天辐照量折算成 1000 W/m² 下的等效小时。

记住一个锚点就够用:1000 W/m² = 1 个标准太阳 = 100 mW/cm² ≈ 317 BTU/(ft²·h) ≈ 1.43 ly/min。换算心算口诀:W/m² ÷ 10 得 mW/cm²;W/m² × 0.317 得 BTU/(ft²·h)。光伏行业的「峰值日照小时数」概念最实用:把全天累计辐照量(kWh/m²)除以 1 kW/m²,得到的等效小时数直接乘以装机容量就是日发电量——华东 3.5-4 小时、西北 5-6 小时、拉萨 6-7 小时。

三类典型应用的换算需求:光伏设计用 W/m² 与峰值日照小时(1 kW 组件年发电 = 峰值日照小时 × 365 × 系统效率 0.8);皮肤光生物学用 mW/cm² 评估晒伤剂量(MED 最小红斑剂量对 II 型皮肤约 250 J/m² UVB);暖通负荷计算用 BTU/(ft²·h) 估算太阳得热(南向玻璃正午得热可达 200 BTU/(ft²·h) 以上)。同一个太阳,三套话语,换算器是它们之间的翻译官。

mW/cm² = W/m² ÷ 10;BTU/(ft²·h) = W/m² × 0.3170

换算核心:mW/cm² = W/m² ÷ 10(精确);BTU/(ft²·h) = W/m² × 0.3170(近似,精确值 0.3172);ly/min = W/m² ÷ 697.3。例:正午晴天 1000 W/m² = 100 mW/cm² = 317 BTU/(ft²·h) = 1.43 ly/min;阴天 200 W/m² = 20 mW/cm²。换算工具一次给出 W/m²、mW/cm²、BTU/(ft²·h)、ly/min 四个结果,光伏报告与气象老资料直接互查。

常见辐照度场景对照表
场景W/m²mW/cm²说明
太阳常数(大气层外)1361136.1航天器设计基准
晴天正午地面(STC)1000100光伏标准测试条件 1 个太阳
晴天上午 10 点600-80060-80发电效率随角度下降
阴天100-30010-30散射辐射为主
高原正午(拉萨)1100-1200110-120大气稀薄辐照更强
冬季北方正午400-60040-60太阳高度角低
日暮50-1005-10辐照度快速衰减

如何使用辐照度单位换算器

  1. 1

    输入要换算的辐照度数值。

  2. 2

    选择原单位与目标单位。

  3. 3

    点击计算,读取全部单位结果。

计算示例

例 1示例 1:1000 W/m² 换 mW/cm²

1000 ÷ 10 = 100 mW/cm²,即标准测试条件的 1 个太阳。

例 2示例 2:500 W/m² 换 BTU/(ft²·h)

500 ÷ 3.154591 = 158.5 BTU/(ft²·h),约合 0.72 ly/min。

注意事项

  • 光伏组件在 25 ℃ 以上每升温 1 ℃ 功率下降约 0.35-0.45%,夏天正午辐照最强时组件反而打折。

  • 高原辐照显著更强:拉萨年峰值日照小时约 3000,比成都(约 1000)高近 3 倍。

  • 紫外线指数 UVI 与总辐照度不是线性关系,阴天 UVI 仍可能达到中等强度。

常见问题

按峰值日照小时估算:华东约 3.5-4 小时/天,1 kW 组件年发电约 1100-1400 度;西北高原 1 kW 可达 1800 度以上。可用太阳能计算器按城市精算。

SPF 测试标准是 2 mg/cm² 涂抹量下的 MED(最小红斑剂量)比值,MED 与 UVB 辐照剂量(J/m²)相关;辐照度越强,达到 MED 的时间越短。

主要是日照时间短、太阳高度角低、雾霾多,三重因素叠加;虽然低温对组件效率有利,但抵不过辐照量本身的下降。

1000 W/m²,这是光伏行业定义的「标准测试条件 STC」辐照度(配合 25 ℃ 组件温度与 AM1.5 光谱)。现实中只有晴天正午无云时才能达到,高原地区可超过 1100。组件标称的 550 W 峰值就是在 1000 W/m² 下测得的。

把全天累计辐照量(kWh/m²/天)等效成 1000 W/m² 下的小时数。例如某地日累计辐照 4.2 kWh/m²,即 4.2 峰值日照小时。1 kW 装机日发电 ≈ 4.2 × 0.8(系统效率)= 3.36 度。华东年均约 3.5-4 小时,西北 5-6 小时。

三个原因:海拔高大气路径短,吸收散射少(拉萨正午可超 1100 W/m²);晴天日数多(年 3000+ 小时日照);空气洁净尘埃少。拉萨年峰值日照小时约 3000,是成都(约 1000)的 3 倍,1 kW 年发电 1800 度以上。

光伏组件是「喜光怕热」:辐照越强电流越大(好事),但组件温度每升 1 ℃ 晶体硅功率下降 0.35-0.45%。夏天正午辐照 1000 W/m² 时组件温度可达 60-70 ℃,实际功率比标称打 15% 左右的折扣。

皮肤光生物学与光疗领域:防晒霜 SPF 测试的光源剂量、白癜风 UVB 光疗的剂量控制、新生儿黄疸蓝光治疗的辐照度(通常 8-30 µW/cm²/nm)都用这个单位。1 mW/cm² = 10 W/m²,换算只需移动小数点。

不能精确换算:UVI 是 UVB/UVA 按皮肤红斑效应加权后的指数,不同天气下 UV 占总辐照的比例变化很大。粗略经验:UVI 10 对应 UVB 辐照约 0.25 W/m² 量级,但阴天总辐照低 UVI 仍可能中等,防晒不能只看晴阴。

估算建筑的太阳辐射得热:南向玻璃在正午的太阳得热可达 200-250 BTU/(ft²·h)(约 630-790 W/m² × 玻璃透射比),是夏季空调负荷的重要组成。1 BTU/(ft²·h) = 3.155 W/m²,美国老图纸与 ASHRAE 手册仍大量使用。

参考资料

  1. [1]NREL 国家可再生能源实验室 — 太阳辐照资源与峰值日照小时
  2. [2]IEC 60904-3 光伏器件标准 — 标准测试条件 STC 定义
  3. [3]世界气象组织 WMO — 太阳辐射测量指南
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凯文内容作者Calcton 换算编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-05-05

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Calcton 换算编辑组:国际单位制(SI)定义与 NIST 换算因子。

引用本页

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Calcton. 辐照度单位换算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/irradiance-converter, 2026-05-05.

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最后更新:2026-05-05。

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