太阳辐射在许多场景都常有应用，本文将利用pvlib简单计算一下太阳辐射强度。

需要注意的是几个常见的概念，有时会发生混淆：

全球水平辐射（GHI）

全球水平辐射（Global Horizontal Irradiance, GHI）是指单位面积上，垂直于地面接收到的来自太阳的直接辐射和大气散射辐射的总和。

直接法线辐射（DNI）

直接法线辐射（Direct Normal Irradiance, DNI）是指单位面积上，垂直于来自太阳的直接辐射的接收量。与GHI不同，DNI只考虑了太阳直射光，不包括大气散射光。

水平散射辐射(DHI)
水平散射辐射（Diffuse Horizontal Irradiance，DHI）是指在水平面上，仅由天空散射光组成的太阳辐射。这部分辐射来自太阳直射光在大气中被分散后的结果。

事实上pvlib库中采用Ineichen模型用于计算太阳辐射，主要根据林克浑浊系数进行计算。

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import pvlib
from pvlib.location import Location# 设置地点和时区
latitude, longitude, tz = 40.3, 120.3, 'Asia/Shanghai'
location = Location(latitude, longitude, tz)# 生成一天内每小时的时间序列
times = pd.date_range('2023-12-01 00:00', '2023-12-01 23:59', freq='1h', tz=tz)# 使用pvlib计算太阳位置
solar_position = location.get_solarposition(times)# 计算全球水平面上的辐射量
dni_extra = pvlib.irradiance.get_extra_radiation(times)
airmass = location.get_airmass(solar_position=solar_position)
linke_turbidity = pvlib.clearsky.lookup_linke_turbidity(times, latitude, longitude)
csky = pvlib.clearsky.ineichen(solar_position['apparent_zenith'], airmass['airmass_relative'], linke_turbidity, altitude=location.altitude, dni_extra=dni_extra)# 散射辐射（DHI）
dhi = csky['dhi']# 绘制全球辐射、直接辐射和散射辐射的变化图
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(times, csky['ghi'], label='Global Horizontal Irradiance (GHI)')
plt.plot(times, csky['dni'], label='Direct Normal Irradiance (DNI)')
plt.plot(times, dhi, label='Diffuse Horizontal Irradiance (DHI)')
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Irradiance (W/m^2)')
plt.title('Irradiance throughout the day')
plt.legend()
plt.xticks(rotation=45)
plt.tight_layout()
plt.show()# 给出一天中最大的辐射值
max_ghi = csky['ghi'].max()
print(f"The maximum global horizontal irradiance is {max_ghi} W/m^2")