太阳能资源分析
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辽宁省朝阳市朝阳县太阳能资源分析太阳能是取之不尽、用之不竭的能源,也是绿色无污染的清洁能源。
发展太阳能利用,不仅对缓解传统石油、煤炭等资源短缺、保护生态环境有着重要的意义,同时可以带动相关产业发展,形成新的经济增长点,带动地方社会和经济发展。
1.1 我国太阳能资源情况太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率为5%,每年发电量可达5.6×1012万千瓦时,相当于目前世界上能耗的40倍左右。
我国太阳能资源丰富,有2/3的国土面积年日照时间在2200小时以上,每年地表吸收的太阳能大约相当于17000亿吨标准煤。
从太阳能分布区域上看,高原大于平原,内陆大于沿海,气候干燥地区大于气候湿润地区,其中青藏高原为辐射高值区,中心在雅鲁藏布江流域一带,高值带由此向东北延伸,内蒙古高原也为一相对的高值区,辐射资源相对最低的地区为四川盆地。
把大于1050千瓦时/平方米.年(KWh/㎡.a)作为我国太阳能资源丰富的可利用区,则约占我国面积的96%以上。
我国太阳能资源分布见表1.1-1。
表1.1-1 我国太阳能资源分布名 称 类别指标(KWH/㎡.A)占国土面积地 区极丰富带Ⅰ ≥1750 17.4% 西藏大部、新疆南部以及青海、甘肃和内蒙古西部很丰富带 Ⅱ1400~175042.7%新疆大部、青海和甘肃东部、宁夏、陕西、山西、河北、山东东北部、内蒙古东部、东北西南部、云南、四川西部丰富带Ⅲ1050~145036.3%黑龙江、吉林、辽宁、安徽、江西、陕西南部、内蒙古东北部、河南、山东、江西、浙江、湖南、湖北、福建、广东、广西、海南东部、四川、贵州、西藏东南角、台湾 一般带 Ⅳ <10503.6%四川中部、贵州北部、湖南西北部图1.1-1 全国太阳能资源分布图我国太阳能资源的年分布,总的来看具有高原大于平原、内陆大于沿海和气候干燥区大于气候湿润区等特点。
青藏高原为一稳定的辐射高值区,高值中心在雅鲁藏布江流域一带,我国太阳年总辐照量最大值可达到2450kW·h/㎡(相当于280W/㎡)以上。
安徽省太阳能资源调查分析论文摘要:近年来随着绿色能源的快速发展,以及“碳达峰”、“碳中和”的重大战略决策,太阳能作为清洁高效的可再生资源,合理有效地发展,符合国家和集团公司高质量发展战略方向。
基于此,本文讨论了安徽省太阳能资源的现状及发展前景。
一、安徽省基本概况安徽省是我国中部地区省份,与长江三角洲毗邻,交通便利。
地理坐标为东经114°45′~119°45′,北纬29°24′~34°38′。
全省总面积13.96万平方公里,下辖合肥、芜湖、蚌埠、淮南、马鞍山、淮北、铜陵、安庆、黄山、阜阳、宿州、滁州、六安、宣城、池州、亳州16个地级市,人口6593万人。
地跨长江、淮河、新安江三大水系,处在南北地理交汇过渡地带,地貌特征多样。
大别山山脉耸立于西部,南部为皖南山区,中部为江淮丘陵,北部为淮北平原。
图1:安徽省地图二、太阳能资源概况安徽省位于我国东部,受季风影响非常显著,四季分明,属于暖温带与亚热带过渡地区。
境内平原、丘陵和山区并存,具有独特的气候特征,淮河以北属暖温带半湿润季风气侯,淮河以南为亚热带湿润季风气侯。
主要特点是:季风明显,四季分明,春暖多变,夏雨集中,秋高气爽,冬季寒冷。
全省年平均气温在15-17℃之间,1月平均气温零下1-4℃,7月平均气温28-29℃,平均无霜期200-250天,平均降水量800-1800毫米。
图2:安徽省部分城市气温安徽省太阳能资源空间分布趋势为北高南低,砀山县、亳县的太阳能资源最好;由此向南,随着云雨天气的增多,总辐射量随之减少。
图3:安徽省太阳能分布图一年之中,太阳能总辐射量主要集中在4-9月,总辐射量占全年的64%。
平均日照1800-2500小时。
图4:安徽省年均日照时数安徽的太阳能水平面总辐射量1250-1400kWh/m2之间,固定最佳倾角年等效利用小时数为1050-1200小时。
图5:安徽省年均总辐射由以上数据分析可知:安徽省太阳能资源较丰富,属于太阳能资源的Ⅲ类开发区域。
太阳能资源评估分析1.我国太阳能资源分布:我国地处北半球,土地辽阔,幅员广大,国土总面积960万平方公里。
在我国广阔富饶的土地上,有着丰富的太阳能资源。
如下图一为我国太阳能资源分布情况:图一按照各地区太阳能辐射总量可以将我国划分为五类地区,如下表一所示:注: 1表一由此可知我们太阳能资源最丰富的地区为西藏西部、宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、内蒙古南部等地区。
国家发改委根据各地太阳能资源条件和建设成本,将全国分为三类太阳能资源区,相应制定光伏电站标杆上网电价。
如下表二所示:表二基于太阳能资源条件和建设成本等方面的考虑,可得知我国最为适合建造光伏电站的地区是:宁夏、青海海西、甘肃嘉峪关、武威、张掖、酒泉、敦煌、金昌,新疆哈密、塔城、阿勒泰、克拉玛依,内蒙古巴彦淖尔盟、鄂尔多斯市、呼和浩特市、包头市、阿拉善盟、锡林郭勒盟、乌兰察布盟。
2.影响因素分析影响太阳能资源的因素主要有:1.天文因素太阳常数(1367W/m2)、日地距离、太阳赤纬角、太阳高度角、太阳方位角、时角2.地理因素纬度、经度、海拔高度、地形、地表反射率3.气象环境因素云量、气溶胶、水汽、臭氧、空气分子、沙尘、雾霾4.社会因素政策、电网接入、交通等其他因素气象环境的差异是造成太阳能资源局地性差异的关键。
结合已知我国太阳能资源分布情况,可知我国适宜建设光伏电站项目的地区为我国的西北部五省地区:新疆、青海、内蒙、宁夏、甘肃。
西部五省地区关于光伏电站项目建设的特点有:1)土地以未利用荒漠、戈壁、退化草场为主;(土地成本相对较低,容量可扩展空间大)2)许多地方建立光伏产业园区;(土地、接入、交通等边界条件政府已经落实)3)地质状况普遍良好,山地少,建筑施工等相关费用相对较低并可控。
综合各方面因素现将几个主要影响因素列出并解释说明:总辐射太阳总辐射由太阳直接辐射与散射辐射组成,是反映一个地区太阳能资源丰富程度一个重要的指标。
日照时数日照时数是指太阳每天在垂直于其光线的平面上的辐射强度超过或等于120W/m2的时间长度。
太阳能资源分析太阳能是一种无穷无尽的可再生能源,对于太阳能资源的分析可以帮助我们了解太阳能的可利用程度和潜力。
本文将对浙江省仙居县的太阳能资源进行分析。
仙居县位于浙江省台州市东北部,地理位置优越,气候温和,拥有丰富的太阳能资源。
太阳能资源主要包括太阳辐射和太阳能电力潜力两个方面。
首先,我们可以通过太阳辐射数据来评估太阳能资源的丰富程度。
根据浙江省气象部门的数据显示,仙居县的年平均太阳辐射量在1400-1600千瓦时/平方米之间。
夏季的太阳辐射量较高,达到1800-2000千瓦时/平方米,而冬季则在1000-1200千瓦时/平方米。
这表明仙居县拥有较为丰富的太阳能资源,夏季和春季是太阳能利用的最佳季节。
除了太阳辐射量,我们还可以分析仙居县的太阳能电力潜力。
太阳能电力潜力取决于太阳能光伏发电系统的安装容量和效率。
根据仙居县的地理和气候条件,我们可以估计出太阳能光伏发电系统的最佳安装容量和效率。
首先,根据仙居县的用电需求和太阳能电力的占比,我们可以计算出仙居县所需的太阳能光伏发电系统的安装容量。
仙居县的年用电量为X千瓦时,太阳能电力占比为Y%,则太阳能光伏发电系统的安装容量为X/(Y/100)千瓦。
其次,我们可以根据太阳能光伏发电系统的平均效率来计算实际的发电量。
太阳能光伏发电系统的平均效率通常在15-20%之间。
假设仙居县的太阳能光伏发电系统平均效率为Z%(15-20%之间的一些值),则实际的发电量为X/(Y/100)*(Z/100)千瓦时。
通过上述计算方式,我们可以得出仙居县太阳能光伏发电系统的最佳安装容量和预计发电量。
当然,在实际应用中还需要考虑一些其他因素,例如地形、房屋朝向和阴影等。
这些因素会影响太阳能光伏发电系统的效率和发电量。
因此,我们在进行太阳能资源分析时需要综合考虑各种因素,以得出准确的结果。
总的来说,仙居县拥有丰富的太阳能资源,可以充分利用太阳能光伏发电系统来满足部分用电需求。
实施太阳能资源的开发和利用,不仅可以降低能源消耗和环境污染,还可以为仙居县的经济发展提供更多的动力。
辽宁省彰武县太阳能资源分析1.1 区域太阳能资源概况1.1.1 我国太阳能资源及分布特点我国的太阳能资源十分丰富,我国陆地表面每年接收的太阳能就相当于17000亿吨标准煤。
根据气象部门的调查、测算:我国太阳能年总辐射量最大值在青藏高原,高达10100MJ/m2,最小值在四川盆地,仅3300MJ/m2。
从大兴安岭南麓向西南穿过河套,向南沿青藏高原东侧直至西藏南部,形成一条等值线。
此线以西为太阳能丰富地区,年日照小时数>3000h,这是由于这些地区位于内陆,全年气候干旱、云量稀少所致;此线以东地区(即我国东北、华北、长江中下游地区)以四川最小,由此向南、北增加,广东沿海较大;内蒙古东部、华北较大,至东北北部又趋减小。
由于丰富和较丰富区占国土面积2/3以上,因而我国是一个太阳能源丰富的国家,开发、利用前景看好。
我国太阳能资源的分布,见下图:图1.1 我国太阳能辐射量分布图1.1.2 辽宁省太阳能资源分布特点辽宁省是太阳能资源比较丰富的地区,年太阳总辐射平均值为5000MJ/m 2左右。
其中,朝阳地区的总辐射量最大,沈阳地区最少。
从季节上看,春夏季辐射量较大、秋冬季辐射量较小。
春、夏、秋、冬四季总辐射量分别占年总辐射量的31.4%、32.7%、21.3%和14.5%。
辽宁省各地的年均日照时数为2139~2938h ,最低值出现在辽东山区的草河口县,最高值出现在辽西北的建平县,辽宁省年平均日照时数为2543h 。
全省日照时数分布呈由西向东减少形势,辽西山区和辽北边界地区日照时数较多,在2800h 以上;东部山区日照时数较少,在2500h 以下。
云量是影响日照时数的重要因子,日照时数的空间分布与全省西北干旱少云、东部多雨多云的气候特点相符。
与我国其它地区相比,辽宁省日照时数相对较多,属我国日照丰富的省份。
推算出全省平均年太阳辐射量为5000MJ/㎡,各地年太阳总辐射量为4513~5344MJ/㎡,辐射量最大值出现在南部海岛上的长海县,最小值出现在草河口县。
我国的太阳能资源分布分析太阳能是一种可再生能源,具有广泛的应用前景和巨大的经济效益。
我国是世界上太阳能资源较为丰富的国家之一,太阳能的分布分析可以为我国的太阳能利用提供科学依据和指导。
本文将对我国的太阳能资源分布进行详细分析。
首先,我国的太阳能资源具有明显的地域差异。
太阳能资源的主要指标可以通过太阳辐射量来衡量,太阳辐射量取决于地区的纬度、地形、气象条件等因素。
总体而言,我国的太阳能资源分布具有北多南少、西多东少的特点。
南方地区的太阳辐射量较高,主要分布在广东、广西、福建、海南等地。
而北方地区的太阳辐射量较低,主要分布在东北三省和西北部分地区。
其次,我国的太阳能资源在不同季节和不同时间段也存在差异。
由于地区的气候和季节的变化,太阳辐射量也会随之变化。
夏季和春秋季节,南方地区的太阳辐射量往往更高,而冬季和秋季,北方地区的太阳辐射量相对较高。
同时,太阳辐射量在一天的不同时间段也存在差异,一般来说,上午和下午的太阳辐射量较高,而中午时段辐射量最强。
再次,我国的太阳能资源在不同海拔高度上也存在差异。
海拔越高,离地表的大气厚度越薄,太阳辐射量就会越高。
因此,我国的西南地区,如西藏、云南等,由于海拔较高,太阳能资源相对较丰富。
而东部沿海地区和中部地区,由于海拔较低,太阳辐射量相对较低。
最后,我国的太阳能资源还受到地形和云量等因素的影响。
山脉和高地等地形起伏较大的地区,由于遮挡和阻挡的影响,太阳能资源相对较少。
云量的多少也会影响太阳辐射量的大小,云量越多,太阳辐射量越少。
我国的西南地区相对湿润,云量较多,太阳能资源较少;而西北地区的云量较少,太阳能资源相对较丰富。
综上所述,我国的太阳能资源分布具有明显的地域差异,并且在不同季节、不同时间段、不同海拔高度和受地形和云量等因素的影响下也存在差异。
这些分布特点对于我国的太阳能利用具有重要的指导意义。
合理利用太阳能资源,可以为我国的能源结构调整、环境保护和经济发展做出积极贡献。
20MWp并网光伏发电站项目太阳能资源分析1.1太阳能资源丰富程度分析根据《太阳能资源等级——总辐射》等级划分标准,年辐射总量为 5351.79MJ/m²,属于“B”类很丰富地区, 场址区月平均总辐射量值 6月昀大,达 731.2MJ/m2;12月昀小,为 157.8MJ/m2。
RW=170.1/711.71=0.22,属于“D”级,“不稳定”。
这主要是由于伊宁纬度较高,冬季太阳高度角较小,造成冬季辐射较小。
1.2太阳能资源分析1.1.1 我国太阳辐射资源分布我国地处北半球,土地辽阔,幅员广大,国土总面积960万平方公里。
在我国广阔富饶的土地上,有着丰富的太阳能资源。
图2-2为我国太阳辐射量分布图。
图2-1 我国太阳辐射量分布图图2-2 我国太阳等效小时数分布图1.1.2太阳能资源丰富程度分析根据《太阳能资源等级——总辐射》等级划分标准(如表2-1所示),项目地地区的年总辐射量为5351.79MJ/m²,属于B类,很丰富带。
表2-1 中国的太阳能资源分区情况表1.1.3 太阳能资源稳定程度分析一年中各月总辐射量(月平均日辐射量)的最小值与最大值的比值可表征总辐射年变化的稳定度,在实际大气中其数值在(0,1)区间变化,越接近1越稳定。
采用稳定度作为分级标准,将太阳辐射资源分为四个等级,如下表3-2所示。
表2-2 太阳能资源稳定性等级划分场址区月平均总辐射量值 6月昀大,达 731.2MJ/m2;12月昀小,为 157.8MJ/m2。
RW=170.1/711.71=0.22,属于“D”级。
1.3.3 项目地区太阳辐射量分析1.3.3.1. 太阳能资源丰富程度分析根据《太阳能资源等级——总辐射》等级划分标准(如前表2-1所示),项目地地区的年总辐射量为5351.79MJ/m2,属于B类,很丰富带。
1.4光伏电站光资源计算1.4.1 计算原则由于太阳辐射的随机性,无法事先确定光伏系统安装后方阵面上各个时段确切的太阳辐射量,只能根据气象站记录的历史资料作为参考,而且应用多年(在10年以上)的太阳辐射数据取平均值。
全国太阳能资源及开发量分析参考学习,领取电⼦档本期⼝令:93609⼁欢迎分享给你的朋友⼁【全国巡回·每⽉多期⼁学习·考证·⼈脉】◆ 05-14期光伏电站建设培训(西安)点此报名!☜◆ 05-21期储能电站建设培训(杭州)点此报名!☜◆ 04-23期光伏电站运维培训(南京)点此报名!☜1 太阳能资源1.1 全国概况我国属太阳能资源丰富的国家之⼀,全国总⾯积2/3以上地区年⽇照时数⼤于2200⼩时,年辐射量在5000MJ/m2以上。
据统计资料分析,中国陆地⾯积每年接收的太阳辐射总量为33×103-84×103MJ/m2,相当于24×104亿吨标准煤的储量,初步分析全国太阳能技术可开发装机容量达到156亿千⽡。
其中新疆⾃治区最⼤,约为42亿千⽡,其次是青海和内蒙⾃治区,分别为34亿千⽡和26.15亿千⽡,此外⽢肃、西藏、宁夏以及⼭东等地太阳能技术可开发装机容量也⽐较可观。
我国太阳能资源分布的主要特点有:(1)太阳能的⾼值中⼼和低值中⼼都处在北纬22°~35°这⼀带青藏⾼原是⾼值中⼼,四川盆地是低值中⼼。
(2)太阳年辐射总量,西部地区⾼于东部地区,⽽且除西藏和新疆两个⾃治区外,基本上是南部低于北部。
(3)由于南⽅多数地区云多⾬多,在北纬30°~40°地区,太阳能的分布情况与⼀般的太阳能随纬度⽽变化的规律相反,太阳能不是随着纬度的增加⽽减少,⽽是随着纬度的升⾼⽽增长。
根据国家⽓象局风能太阳能评估中⼼划分标准,我国太阳能资源地区分为以下四类:⼀、⼆、三类地区,年⽇照时数⼤于2200⼩时,辐射总量⾼于5000MJ/m2·a,是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区,⾯积较⼤,约占全国总⾯积的2/3以上,具有利⽤太阳能的良好条件。
四类地区虽然太阳能资源条件较差,但仍有⼀定的利⽤价值。
⼀类地区为我国太阳能资源最丰富的地区,年太阳辐射总量6680~8400MJ/m2,相当于⽇辐射量5.1~6.4kWh/m2,⽇照时数3200~3300⼩时。
我国太阳能现状前提:(1):能源是现代社会存在和发展的基石。
化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,所以。
随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。
而且,化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应,粉尘,酸雨等环境问题。
而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%,在我国,化石能源的比例竟然达到了92%!所以,在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。
而太阳能作为可再生能源的重要组成部分,它的应用技术已经成为衡量一个国家整体实力的标志。
(2)我国资源储藏量大,但人均拥有量却一直低于全球人均量,外加我国是能耗大国,这些客观条件都要求我们要采用其它可利用能源来缓解我国即将面临的能源危机。
太阳能的可利用性:(1)利用的普遍性:太阳光普照大地,没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,且勿须开采和运输。
其次太阳能有无害害性,开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。
(2)利用的丰富性:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,而据世界能源会议统计,世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨,预计还可开采200年,全世界可开采的化石能源总量相当于33730亿吨原煤,所以可以说太阳能其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(3)利用的清洁性太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样,其开发利用时几乎不产生任何污染,加之其储量的无限性,是人类理想的替代能源。
(4)利用的长久性:根据目前太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。
因此,太阳能的大规模开发利用是面向未来,实现可持续发展的必然选择。
我国太阳能资源现状及分布特点:我国土地辽阔,幅员广大,在中国广阔富饶的土地上,有着十分丰富的太阳能资源。
太阳能资源综合利用的技术与市场分析1. 引言太阳能作为一种可再生能源,被广泛认可为未来能源发展的重要方向之一。
本文将对太阳能资源的综合利用技术进行分析,并探讨太阳能市场的发展前景。
2. 太阳能资源的综合利用技术2.1 光伏发电技术光伏发电是利用太阳光辐射产生的光电效应将太阳能转化为电能的技术。
目前,光伏发电已经成为最常见和成熟的太阳能应用技术。
光伏电池板的研发和生产技术不断提升,使得光伏发电的效率和成本得到了显著的提高。
2.2 热水供暖技术太阳能热水器是太阳能的另一种主要利用方式。
通过利用太阳能收集器吸收太阳能热量,将热能转移到水箱中,提供热水供暖。
太阳能热水器在一些地区已经得到广泛应用,特别是在热带地区,由于气候条件更适合太阳能的利用。
2.3 太阳能光热利用技术太阳能光热利用是指利用太阳能的光照能量进行加热、煮沸或产生动力。
太阳能光热利用技术包括太阳能热力发电、太阳能蒸馏、太阳能热水供暖等。
这些技术能够满足特定行业,如工业加热、蒸汽供应等的需求。
2.4 太阳能光热和光电复合利用技术太阳能光热和光电复合利用将光伏发电和太阳能光热利用技术相结合,以充分利用太阳能的热量和光电效应。
这种复合利用技术可以提高能源的综合利用效率,并扩大太阳能应用的范围。
3. 太阳能市场的发展前景太阳能市场的发展前景广阔。
随着对可再生能源的认识不断加强,太阳能作为清洁能源的地位越来越重要,政府对太阳能的支持政策也不断增加。
3.1 国内太阳能市场中国是全球最大的太阳能市场之一。
政府出台了一系列鼓励太阳能发展的政策,在光伏发电和太阳能热水供暖等领域取得了很大的进展。
未来几年,国内太阳能市场仍将保持快速增长的态势。
3.2 国际太阳能市场在国际市场上,太阳能发电已经成为一种重要的能源替代品。
许多国家都在积极推动太阳能发电项目的建设,并鼓励民众采用太阳能产品。
尤其是在欧洲和北美市场,太阳能发电已经在一些地区实现商业化运营。
4. 太阳能市场面临的挑战与发展趋势4.1 成本挑战目前,太阳能发电的成本相比传统能源仍然较高。
太阳能资源的概述和评价首先,太阳能是一种极为丰富的资源。
每秒钟,太阳释放出的能量相当于3.8×10^26瓦特,这个数量是人类所需能源的10万倍以上。
太阳能资源在地球上广泛分布,几乎每个地方都能够接收到太阳能辐射。
因此,不论是在城市还是在农村,都可以充分利用太阳能发电和供暖。
其次,太阳能是一种清洁的能源。
使用太阳能发电不会产生任何污染物,不会产生二氧化碳等温室气体,不会对大气环境造成进一步破坏,并且几乎没有任何噪音。
相比之下,使用化石燃料发电会产生大量的污染物和温室气体,给环境造成严重污染和全球变暖问题。
因此,太阳能可以有效减少对环境的负面影响,保护自然资源和生态环境。
太阳能的利用方式多种多样,可以用于发电、供热、制氢等各个领域。
在发电方面,太阳能电池将太阳辐射转化为电能,可以直接供电或储存。
对于没有传统电网的地区来说,太阳能发电系统是非常适合的解决方案。
在供热方面,太阳能热水器利用太阳能将水加热,广泛应用于家庭和工业领域。
而制氢则可以通过太阳能电解水来获得,产生纯净的氢气燃料,进一步推动清洁能源的应用。
然而,太阳能资源也存在一些困难和挑战。
首先是天气和日照条件的不确定性。
太阳能的利用效率受到日照时间、云量、气温等天气因素的影响,这使得太阳能的可靠性和稳定性相对较低。
其次是设备成本与技术难题。
虽然太阳能技术逐渐成熟,但与传统能源相比,它的设备成本仍然较高。
同时,太阳能电池的效率有限,需要进一步提高,以提高能源利用效率。
总之,太阳能资源是一种丰富、清洁、可再生的能源。
它具有诸多优点,包括广泛分布、无污染、可持续等。
太阳能的应用领域广泛,如发电、供热和制氢等。
然而,太阳能利用过程中也面临一些挑战,如天气不确定性和设备成本。
尽管如此,太阳能仍然是未来能源发展的重要方向,我们应该进一步推动太阳能技术的研发和应用,实现可持续发展的能源未来。
太阳能资源评估引言概述:太阳能作为一种可再生能源,具有广泛的应用前景。
然而,为了更好地利用太阳能资源,我们需要对其进行评估和分析。
本文将从太阳能资源的概念、评估方法、影响因素、评估工具和应用前景五个方面进行详细阐述。
一、太阳能资源的概念1.1 太阳能资源的定义太阳能资源指的是太阳辐射能量,包括太阳直接辐射和散射辐射。
太阳直接辐射是指从太阳直接传播到地球表面的辐射能量,而散射辐射是指太阳辐射经过大气层散射后到达地面的能量。
1.2 太阳能资源的计量单位太阳能资源的计量单位主要有太阳辐照度、太阳辐照量和太阳总辐射量。
太阳辐照度是单位面积上单位时间内太阳辐射的能量,常用单位为千瓦时/平方米。
太阳辐照量是指单位时间内单位面积上太阳辐射的总能量,常用单位为千瓦时/平方米。
太阳总辐射量是指单位时间内单位面积上太阳辐射的总能量,常用单位为千瓦时/平方米。
1.3 太阳能资源的分布特点太阳能资源的分布受到地理位置、气候条件和季节变化等因素的影响。
赤道地区太阳辐射强度较高,而极地地区太阳辐射强度较低。
此外,夏季太阳辐射强度较高,冬季太阳辐射强度较低。
二、太阳能资源的评估方法2.1 太阳能资源测量方法太阳能资源的测量方法主要有地面测量和遥感测量。
地面测量是指通过安装太阳能辐射测量仪器在地面上进行太阳能辐射测量。
遥感测量是指利用遥感技术,通过卫星或飞机等远程手段对太阳能辐射进行测量。
2.2 太阳能资源模拟方法太阳能资源模拟方法是通过建立数学模型,利用气象数据和地理信息等参数,模拟太阳能辐射分布和变化规律。
常用的模拟方法包括物理模型、统计模型和人工神经网络模型等。
2.3 太阳能资源评估软件太阳能资源评估软件是利用计算机技术,通过输入相关数据和参数,进行太阳能资源评估和分析的工具。
目前市场上常用的太阳能资源评估软件有PVsyst、SAM、RETScreen等。
三、太阳能资源的影响因素3.1 地理位置地理位置是影响太阳能资源的重要因素。
我国太阳能资源开发格局分析当电力、煤炭、石油等不行再生能源频频告急,能源问题日益成为制约国际社会经济进展的瓶颈时,越来越多的国家开头实行“阳光方案”,开发太阳能资源,寻求经济进展的“新动力”。
我国受地理位置的影响,隐藏着丰富的太阳能资源,然而颇受“阳光”厚爱的中国,太阳能资源开发尚且滞后,如何把阳光留住,催生“阳光经济”,是我国科学进展面临的一个严峻课题。
有着“世界屋脊”之称的青藏高原,地广人稀,在很多农牧区,电网无法延长、水利资源紧缺,过去牧民们大多靠“酥油灯”照明。
近年来,青海省乐观开发新能源,他们利用高原上日照时间长,辐射强度大,太阳能资源丰富的优势,开发太阳能资源,在偏远地区建成多个太阳能光伏电站和风光互补电站,成为我国开发太阳能资源的排头兵。
太阳能报告中提到,目前,青海农牧区的112个无电乡全部建成太阳能光伏电站,解决了908个无电村农牧民的生活用电,掩盖农牧民人口50多万。
青海全省人口550万,如今七分之一的人口靠太阳能告辞无电时代。
在推动太阳能光伏电站建设的同时,青海省政府制作太阳能灶66000台,全部免费发放给干旱山区的农牧民,使30万农牧民用上了太阳能灶。
我国地处北半球,南北距离和东西距离都在5000公里以上。
在我国宽阔的土地上,大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上,西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。
我国2/3以上地区的年日照大于2000小时,与同纬度的其他国家相比,与美国相近,比欧洲、日本优越得多,我国太阳能资源的理论储量达每年17000亿吨标准煤。
从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广阔地区的太阳辐射总量很大,尤其是以青藏高原地区为最,那里平均海拔高度在4000米以上,大气层薄而清洁,透亮度好,纬度低,日照时间长。
1.1太阳能资源云南地处低纬高原,北回归线贯穿于省内南部,各地海拔相对较高,加之所处地理位置的特殊性,使得全年可接受的太阳辐射能比较充裕,全年太阳高度角变化幅度不大,冬夏半年太阳可照时数差别较小,一年中太阳辐射能量差异不大,季节分配比较均匀,四季温暖,年温差较小。
云南全省国土均位于北纬30度以南的区域,大部分地区海拔在2000m 左右,分属热带山原或低纬高原。
境内大部分地区地势较高,山地、高原占全省总面积的94%,地表上空大气层厚度较薄,空气密度小而大气透明度高,太阳辐射获取量比平原地区多。
云南的太阳能资源仅次于西藏、青海等省区,是中国最丰富的省份之一。
云南北部的金沙江河谷地区干旱少雨,日照充足,是全省太阳总辐射量最多的地区。
根据《云南省太阳能资源评价报告》,云南省太阳能资源主要分布特征如下。
1.1.1云南省日照时数分布日照是指太阳在一地实际照射的时数。
在给定时间,日照时数定义为太阳直接辐射达到或超过120W/m2的时段总和。
在空旷的水平地面上,日照时数受大气浑浊度、云雾的光学厚度、季节的变化等因素影响。
一地的日照时间一般冬短夏长,夏季高纬地区长于低纬地区,冬季低纬地区长于高纬地区。
(1)空间分布云南地区年理论可照时数约4400hr,南北纬度差造成的差异仅6hr左右。
由于各地地形复杂,天气气候各异,造成各地实际日照时数相差十分悬殊。
在地形起伏的地理条件下,局部地区的实际日照时数还将受到此地坡度、坡向、周围地形遮挡等三个因素的影响。
根据云南省各地气象资料分析,省内日照时数最大的地方在永仁县,为2698hr,日照时数最小的地方在盐津县,为869hr;省内大部分地区的年实际日照时数在2100~2500hr之间。
云南省各地(实际)年日照时数的分布情况见图 1.1-1。
图 1.1-1 云南省年日照时数分布图(单位:0.1hr)(2)时间分布由于低纬高原多数地区无明显的四季之分,只有干季、雨季之别,故干季和雨季的日照时数有较大差异。
太阳能资源分析太阳能作为可再生能源成员中主要的发展对象,其大规模的开发利用是目前人类调整能源消费结构、缓解能源危机、改善生态环境的最及时有效途径。
太阳是一颗自己能发光的气体星球,其内部不断进行着热核反应,因而每时每刻都在稳定地向宇宙空间发射能量。
人类开发太阳能主要是利用太阳光辐射所产生的能量,由于地球表面大部分被海洋覆盖,达到陆地表面的能量约占太阳达到地球范围内太阳辐射能的10%,然而太阳每秒钟到达地球陆地表面的辐射能相当于世界一年内消耗的各种能源所产生的总能量的3.5万倍,因此太阳能的开发利用日益受到人们的青睐。
受日地距离(日地运动)、气象条件及地理位置等多种因素综合影响,不同季节、不同气象条件下地球上不同地区的太阳能资源分布又各不相同,因此对应于不同等级的太阳能资源。
太阳能资源分析是大规模太阳能开发利用过程中较为关键的环节,资源分析结果的差异对大规模太阳能项目启动、开发利用及投资收益产生重大的影响。
了解我国的太阳能资源分布、采用适当的方式获取有效的太阳能资源数据,利用先进的方法处理太阳能资源数据,依据国家颁布的太阳能资源评估标准(或规范)对拟开发项目的太阳能资源进行分析,其结果对太阳能资源的开发利用有着重要的指导意义。
太阳能资源分析其广义分析范围包含:全球(含海洋)太阳能辐射资源分布与分析概况、区域或国家大气候太阳能资源分布与分析;小气候形成的地域太阳能资源分布与分析。
本文针对具体工程项目的需求,结合国内外现有技术水平和发展趋势,只对距离(具有代表性的小气候环境)观测站较近或容易获取有效辐照数据的项目地点进行太阳能资源分析,力求太阳能资源分析具备实用性和精确性,至于影响太阳能资源的各种因素(云量、气溶胶等)不在本文分析范围内。
1.我国太阳能资源分布及辐射分析1.1我国太阳能资源分布我国幅员辽阔,有着十分丰富的太阳能资源。
据估算,我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50×1018 kJ,全国各地太阳年辐射总量达335~837kJ/cm2·a,中值为586 kJ/cm2·a。
从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。
尤其是青藏高原地区最大,那里平均海拔高度在4000 m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。
例如被人们称为“日光城”的拉萨市,1961年至1970年的平均值,年平均日照时间为3005.7 h,相对日照为68%,年平均晴天为108.5天,阴天为98.8天,年平均云量为4.8,太阳总辐射为816 kJ/cm2·a,比全国其它省区和同纬度的地区都高。
全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小,其中尤以四川盆地为最,那里雨多、雾多,晴天较少。
例如素有“雾都”之称的成都市,年平均日照时数仅为1152.2 h,相对日照为26%,年平均晴天为24.7天,阴天达244.6天,年平均云量高达8.4,其它地区的太阳年辐射总量居中。
我国太阳能资源分布的主要特点有:1、太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°~35°这一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心;2、太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除西藏和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部;3、由于南方多数地区云多雨多,在北纬30°~40°之间,太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反,太阳能不是随着纬度的升高而减少,而是随着纬度的升高而增加。
根据太阳年总辐射量的大小,可将中国划分为四个太阳能资源带,如图1.1所示。
图1.1 中国太阳能资源分布图(单位:兆焦耳/平方米,年)关于我国太阳能资源分布研究,中国科学院电工研究所在起草《中国“十一五”光伏发展规划建议报告》中,为使该建议报告具有坚实的科学研究基础,曾特聘我国资深气象科学家朱瑞兆主持编制了我国第一份《中国分省太阳能资源图集》草图(于2006年3月完成,内部资料未付梓),图集非常清晰的绘制了各分省太阳能资源等值线,对于指导我国因地制宜、有序开发太阳能资源提供一些借鉴和参考。
1.2我国太阳能辐射分析由上图1.1可见,我国的西藏地区太阳能最为丰富,新疆、甘肃、内蒙及四川西部都非常丰富,华北、东北、华南及长江中下游平原太阳能资源与同纬度的北美洲相比,资源也是较为丰富的,只是重庆、贵州等地的太阳能资源较少。
太阳能资源的分布具有明显的地域性。
这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。
2.太阳能资源数据获取用户可根据自身的不同需求获取太阳能资源数据,主要可以从地面长期测站、公共气象数据库和商业气象(辐射)软件包等几方面获取。
2.1地面长期测站长期测站包含气象站、辐射站、生态站等台站,相关台站能部分或全部承担气象辐射观测。
(我国)对于承担气象辐射观测项目(任务)的气象站,按辐射观测内容分为一级辐射站、二级辐射站和三级辐射站。
其中,一级辐射站为总辐射、辐射、太阳直接辐射、反射辐射和净全辐射观测的辐射观测站;二级辐射站为只进行总辐射和净全辐射观测的辐射观测站;三级辐射站为只进行总辐射观测的辐射观测站。
截至2005年6月底,全国共建立122座太阳能辐射观测站,随着各省太阳能资源的开发力度的加大,各省后期均积极增设,气象局对近年贵州沿河、陕西澄城、湖北等省市新设的观测点(太阳能辐射观测站)做过相关报道。
2.2公共气象数据库中国气象科学数据共享服务网是覆盖全国、分布式的科学数据共享服务系统。
用户通过身份认证系统,可对共享网站上的气象辐射资料、数据的检索和下载,可获取网站内存在的站点收集包含近30年的(总辐射、净辐射、散射辐射、直接辐射和反射辐射)五个要素的气象辐射资料。
美国国家航空航天局(英文首字母缩略词:NASA)气象数据库是一个可以免费查询到全球任何地点的气象数据的服务网站。
用户可以通过注册用户、登陆网站,仅输入项目地点的经纬度即可获得太阳能资源(太阳能辐射量)以及相关(降水量、风速)气象资料。
2.3商业气象(辐射)软件包在国家发改委/ GEF/世界银行中国可再生能源项目支持下,上海电力学院太阳能研究室承担了2003年快速反应基金,杨金焕教授主持创建了“中国太阳能辐射资料库”软件,共收录整理了591个地区(站点)气象辐射资料,包含每个站点1—12月份的总辐射和直接辐射数据,范围涵盖全国特别是我国西部地区。
瑞士联邦能源部(Swiss Federal Office of Energy)所开发的气象计算软件Meteonorm是一种可以计算全球任何地理位置的太阳辐射和气象资料软件,软件的计算首先依赖于一些预先设定的数据库和运算法则,它包含了对全球906个地区(含亚洲73个地区)至少长达十年的气象监测资料。
软件依据其所处气候区域的气象资料库,通过一定的计算法则与插件计算模拟可得到每月、每天、每小时的气象资料,然后根据海拔高度、地形及其他一些浑浊因素进行修正。
3.太阳能资源数据处理太阳能辐射资源的数据处理包括:缺测数据的处理、数据合理性验证、不完整记录的统计、水平代表年数据订正以及太阳能计算资源所需参数的确定,此部分主要针对地面长期测站或从公共气象数据库获取的数据进行处理。
对于承担气象辐射观测的长期测站,为了完整、正确规范地记录地面气象辐射观测数据及相关背景信息,便于数据的归档、存储、管理和使用,我国已统一地面气象辐射观测数据的归档的格式,便于用户获取。
3.1缺测数据的处理在地面气象辐射观测中,若没有按照规定的时间或要求对气象辐射要素进行观测,或未将观测结果记录下来,造成气象辐射数据的空缺,需采用一定方法(插补订正、线性回归、相关比值法等)进行缺测数据的处理。
3.2数据合理性的校验依据日天文辐射量等对其合理性进行判断,总辐射最大辐照度<太阳常数(太阳常数为:1367±7W/㎡);日总辐射曝辐量<大气层上界日太阳总辐射曝辐量。
对数据进行检验后,列出所有不合理的数据和缺测的数据及其发生的时间。
对不合理数据再次进行判别,挑出符合实际情况的有效数据,回归原始数据组。
将备用的或可供参考的同期记录数据,经过分析处理,替换已确认为无效的数据或填补缺测的数据。
3.3不完整记录的统计计算气象辐照有效数据的完整率,有效数据完整率应达到一定百分比。
有效数据完整率可按照下列公式进行计算:式中:应测数目——测量期间小时数;缺测数目——没有记录到得小时平均值数目;无效数据数目——确认为不合理的小时平均值数目。
3.4水平年代表数据订正为了对太阳能资源进行正确的预测,作为太阳能辐射分析基础的水平年代表数据就必须具有长期气候代表性。
水平年代表数据订正是根据长期测站的总辐射观测数据经验证后,订正为一套能长期代表年气象辐射平均变化规律的一组标准气象辐照年数据。
太阳能辐射资料要素必须从逐月月份的气象辐射资料中选出具有代表性的平均月,将这12个平均月连在起组成一个标准气象辐照年。
3.5气象辐射数据相关性计算气象辐射相关性计算是指将气象站的水平年辐射代表数据转换为项目建设地点数据的相关性计算,即长期测站与项目地点气象辐射数据有效映射。
4.太阳能资源分析太阳能资源分析从两个方面(量、质)三个指标(总量等级、稳定性等级、辐射形式等级)对太阳能资源进行分级。
4.1太阳能资源辐射总量分析关于太阳能资源等级,我国早在20世纪80年代初已展开相关研究,目前已经出现多种不同的太阳能资源评价分级方法,因此也导致了评价结果的差异。
太阳能资源多寡以太阳总辐射曝辐量度量,它直接反应了太阳能资源可开发程度。
根据QX/T 89-2008 《太阳能资源评估方法》与《太阳能资源等级-总辐射(征求意见稿)》中对太阳能年总辐射量分类,形成如下指标表。
表4.1太阳能年总辐射量指标表这四个太阳能资源带的年总辐射量指标,如表4.1所示。
4.2太阳能资源稳定性分析水平年代表数据中各月总辐射量(月平均日曝辐量)的最小值与最大值的比值可表征总辐射年变化的稳定度,在实际大气中其数值在(0, 1)区间变化,越接近于 1 越稳定。
采用稳定度作为分级指标,将太阳能资源分为四个等级:稳定(A),较稳定(B ),一般(C)以及不稳定(D)。
表4.2 稳定性等级太阳能资源的稳定性还可以用各月的日照时数大于6小时天数的最大值与最小值的比值表示,见公式(1)其等级见表4.3。
(1)式中:——太阳能资源稳定程度指标,无量纲数; ——1至12月各月日照时数大于6h 天数,单位为天(d );——求最大值的标准函数;——求最小值的标准函数;表4.3 太阳能资源稳定程度等级表4.3太阳能资源辐射形式分析太阳能辐射形式与当地的纬度决定太阳能资源开发利用的形式。