和静县太阳总辐射计算及太阳能资源评估
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太阳能资源评估一、引言太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,对于推动可持续发展和减少对传统能源的依赖具有重要意义。
太阳能资源评估是评估特定地区太阳能资源潜力和可利用程度的过程,为太阳能发电和利用提供科学依据。
本文将针对某特定地区进行太阳能资源评估,包括太阳能资源的测量方法、数据分析和评估结果。
二、太阳能资源测量方法1. 太阳辐照度测量:通过安装太阳能辐照度测量仪器,记录太阳辐照度的变化情况。
常用的测量仪器有太阳能辐照度计和全天日照计。
2. 太阳能辐射测量:通过安装太阳能辐射测量仪器,记录太阳能辐射的强度和分布情况。
常用的测量仪器有太阳能辐射计和太阳能辐射传感器。
3. 太阳能温度测量:通过安装太阳能温度测量仪器,记录太阳能的温度变化情况。
常用的测量仪器有太阳能温度计和太阳能温度传感器。
三、太阳能资源数据分析1. 太阳辐照度数据分析:根据测量所得的太阳辐照度数据,进行统计分析和图表绘制,以了解太阳辐照度的季节变化、日变化和年际变化趋势。
2. 太阳能辐射数据分析:根据测量所得的太阳能辐射数据,进行统计分析和图表绘制,以了解太阳能辐射的强度和分布情况。
3. 太阳能温度数据分析:根据测量所得的太阳能温度数据,进行统计分析和图表绘制,以了解太阳能的温度变化情况。
四、太阳能资源评估结果1. 太阳辐照度评估结果:根据太阳辐照度数据分析,评估特定地区太阳辐照度的潜力和可利用程度。
例如,评估出该地区在夏季和冬季的太阳辐照度高峰期和低谷期,以及年平均太阳辐照度的变化趋势。
2. 太阳能辐射评估结果:根据太阳能辐射数据分析,评估特定地区太阳能辐射的强度和分布情况。
例如,评估出该地区的太阳能辐射最大值、最小值和平均值,以及不同地点的太阳能辐射差异。
3. 太阳能温度评估结果:根据太阳能温度数据分析,评估特定地区太阳能的温度变化情况。
例如,评估出该地区的太阳能温度日变化范围、季节变化趋势和年际变化趋势。
五、结论通过对特定地区太阳能资源的评估,可以得出该地区太阳能资源的潜力和可利用程度。
太阳能资源评估1. 简介:太阳能资源评估是对特定地区太阳能资源进行量化分析和评估的过程。
通过收集和分析相关数据,可以确定该地区的太阳能资源潜力,为太阳能发电项目的规划和设计提供科学依据。
2. 数据采集:太阳能资源评估的第一步是收集相关数据。
这些数据包括但不限于以下几个方面:- 太阳辐射数据:通过太阳辐射计等设备测量太阳辐射强度和太阳能资源的分布情况。
- 气象数据:包括气温、湿度、风速等气象参数,用于分析太阳能资源与气象因素的关系。
- 地形和地理数据:包括地形高程、坡度、朝向等信息,用于分析地形对太阳能资源的影响。
- 电力负荷数据:用于评估太阳能发电系统的适用性和潜在的电力供应能力。
3. 数据分析:基于收集到的数据,进行太阳能资源评估的数据分析。
主要的数据分析方法包括以下几个方面:- 太阳能辐射分析:通过对太阳辐射数据的分析,确定太阳能资源的分布特征和季节变化规律。
- 气象因素分析:将气象数据与太阳能资源数据进行关联分析,确定气象因素对太阳能资源的影响程度。
- 地形分析:通过地形和地理数据的分析,确定地形对太阳能资源的影响,例如阴影遮挡情况和地形对日照时间的影响。
- 电力负荷分析:将电力负荷数据与太阳能资源数据进行对比分析,评估太阳能发电系统的适用性和潜在的电力供应能力。
4. 结果报告:太阳能资源评估的最终结果将以报告形式呈现。
报告应包括以下内容:- 太阳能资源潜力评估:根据数据分析的结果,评估特定地区的太阳能资源潜力,包括太阳能辐射强度、季节变化规律等。
- 气象因素对太阳能资源的影响评估:分析气象因素对太阳能资源的影响程度,例如气温、湿度、风速等。
- 地形对太阳能资源的影响评估:分析地形对太阳能资源的影响,例如阴影遮挡情况和地形对日照时间的影响。
- 太阳能发电系统适用性评估:根据电力负荷数据和太阳能资源数据的对比分析,评估太阳能发电系统的适用性和潜在的电力供应能力。
- 建议和建议:根据评估结果,提出相应的建议和建议,包括太阳能发电项目的规划、设计和实施方案。
太阳能资源等级总辐射太阳能资源等级总辐射(SolarResourceGradeTotalIrradiance,简称SRGTI)是一种衡量太阳能资源可靠性的标准。
它是按太阳能资源的丰富程度分类的,是用来衡量太阳能可利用程度的一个评估标准。
总辐射指的是在地球表面的日总太阳辐射,其单位是KWh/m。
它是通过长期观测和测量计算出来的,用来反映某一特定区域的太阳能资源情况。
总辐射可分为定点总辐射和地面总辐射,定点总辐射是指定义在一点的总辐射,而地面总辐射是指地表上的总辐射。
据研究表明,太阳能资源等级总辐射约在1000kWh/m2以上的地方才有较强的可利用性。
随着总辐射的增加,太阳能的可利用性也会变得更强。
研究发现,当总辐射达到3000kWh/m2时,太阳能资源可用性最强。
影响太阳能资源总辐射的因素有很多,其中最重要的就是气候状况和地理位置。
气候状况会影响太阳能资源的可用性,即总辐射值会随着气候状况和地理位置的变化而变化。
地理位置也会对太阳能资源总辐射产生影响,即地理位置越靠近赤道地区的太阳能总辐射会越高。
另外,环境状况也会影响太阳能资源总辐射。
研究表明,在污染程度较高的地区,由于空气质量的下降,太阳能的总辐射会受到影响,也就是总辐射会变小。
总而言之,太阳能资源总辐射是用来衡量太阳能资源可利用性的一个评估标准,它是按太阳能资源的丰富程度分类的。
总辐射值超过1000kWh/m2时,太阳能资源就具有较强可利用性,3000kWh/m2时可利用性最强。
该等级的总辐射受气候状况、地理位置和环境状况的影响,因此需要根据实际情况进行考量,以最大限度地利用太阳能资源。
总之,太阳能资源等级总辐射提供了一个可靠有效的评估太阳能资源可用性的标准,在太阳能开发过程中具有重要的意义,有助于更好地利用太阳能资源,为人类提供更丰富的能源供给。
太阳辐射资源的评估与利用第一章:引言太阳是地球上最重要的能源之一。
太阳辐射资源的评估和利用是全球能源转型的一个重要方向。
太阳能每年能够提供恒定的能源供应,而且不会排放废气或产生其他的污染物,因此被认为是未来能源的领袖。
如何评估太阳辐射资源的量、分布、变化,以及如何利用太阳能资源来满足能源需求,这些都是建设资源可持续利用的人类社会面临的重要问题。
第二章:太阳辐射资源的评估2.1 太阳辐射资源的概念太阳辐射是指太阳所辐射的能量,它主要包括可见光、紫外线和红外线等。
太阳辐射资源是指由太阳辐射产生的有用能源。
2.2 太阳辐射资源的分布太阳辐射资源在不同地区的分布是不均匀的。
热带地区的太阳辐射最强,而温带地区和寒带地区的太阳辐射相对较弱。
此外,地形和气候等因素也会对太阳辐射的分布产生影响。
2.3 太阳辐射资源的评估方法太阳辐射资源的评估方法包括直接和间接两种。
直接方法主要是指使用接收器从太阳直接捕捉辐射能量,间接方法则是根据一定的数学模型来计算太阳辐射能量分布情况。
第三章:太阳能的利用3.1 太阳能的利用概述太阳能的利用方式主要有光电转换、热能转换和化学转换等。
其中,光电转换利用太阳能产生电能,热能转换则利用太阳能产生热能,化学转换则是利用太阳能通过化学过程产生能量。
3.2 光电转换光电转换技术是利用半导体材料的光电效应,将光能直接转化为电能的技术。
典型的光电转换技术包括太阳能电池技术和太阳能热发电技术等。
3.3 热能转换太阳能热能转换主要是指使用太阳能捕捉热能以产生电力或产生热水或热空气等。
这种技术可以用于供暖、空调、加热水以及发电等领域。
3.4 化学转换太阳能化学转换技术是指利用太阳能对物质进行化学反应,从而产生能源。
例如利用太阳能分解水制氢或制氧等。
第四章:太阳能的未来发展4.1 太阳能领域的发展趋势太阳能是清洁、可再生、分散的能源形式,未来的发展趋势是多样化和智能化。
随着技术的发展和成本的下降,太阳能将逐渐取代传统的化石燃料成为下一代能源。
太阳能资源评估一、引言太阳能是一种可再生的清洁能源,其广泛利用可以减少对传统化石燃料的依赖,降低温室气体的排放,对环境友好。
太阳能资源评估是确定特定地区太阳能潜力和可利用性的重要工作,为太阳能项目的规划和开发提供依据。
本文将详细介绍太阳能资源评估的标准格式。
二、背景太阳能资源评估是通过收集、分析和解释太阳辐射数据来评估特定地区的太阳能潜力。
评估结果可以帮助决策者确定是否适合在该地区建设太阳能发电站或其他太阳能项目。
三、数据收集1. 太阳辐射数据:收集特定地区的太阳辐射数据,包括太阳辐射总量、太阳辐射强度和太阳辐射分布情况。
这些数据可以通过气象站、太阳能辐射测量仪器等途径获取。
2. 气象数据:收集特定地区的气象数据,包括气温、湿度、风速和云量等。
这些数据对于评估太阳能资源的可利用性和稳定性至关重要。
3. 地理数据:收集特定地区的地理数据,包括经纬度、海拔高度、地形等。
这些数据可以帮助确定太阳能资源的空间分布和地形对太阳辐射的影响。
四、数据分析1. 太阳辐射分析:根据收集到的太阳辐射数据,进行统计和分析,得出太阳辐射的年均值、季节变化等信息。
可以使用统计软件或专业太阳能资源评估软件进行数据处理和分析。
2. 太阳能潜力评估:根据太阳辐射数据和气象数据,结合太阳能设备的效率和可利用性,评估特定地区的太阳能潜力。
可以绘制太阳能潜力分布图,指导太阳能项目的规划和布局。
3. 不确定性分析:对评估结果进行不确定性分析,考虑数据的误差和不确定性因素,提供评估结果的可靠性和可信度。
五、评估报告根据数据分析的结果,编写太阳能资源评估报告。
报告应包括以下内容:1. 介绍特定地区的背景信息和目的。
2. 数据收集的方法和来源,包括太阳辐射数据、气象数据和地理数据。
3. 数据分析的方法和过程,包括太阳辐射分析、太阳能潜力评估和不确定性分析。
4. 评估结果的总结和讨论,包括太阳能潜力的空间分布、季节变化和可利用性。
5. 结论和建议,根据评估结果提出对太阳能项目的建议和规划。
太阳能资源评估太阳能资源评估是一项关键的环境评估工作,旨在评估特定地区的太阳能资源潜力和可利用性。
本文将详细介绍太阳能资源评估的标准格式,包括背景信息、评估方法、数据收集和分析、结果和结论等方面。
一、背景信息太阳能资源评估是为了确定特定地区太阳能资源的潜力和可利用性。
该评估为太阳能项目的规划和开发提供了重要的依据。
在进行太阳能资源评估之前,需要了解评估区域的地理位置、气候条件和太阳能利用现状等相关背景信息。
二、评估方法太阳能资源评估的方法通常包括以下几个步骤:1. 数据收集:收集评估区域的气象数据、地形数据、太阳辐射数据等相关数据。
2. 数据分析:对收集到的数据进行分析,包括太阳辐射分析、地形分析、气候条件分析等。
3. 模型建立:根据分析结果建立相应的数学模型,用于预测太阳能资源的潜力。
4. 模型验证:将模型应用于实际数据,并与实际观测结果进行对比,验证模型的准确性和可靠性。
5. 结果评估:根据模型预测的结果,评估太阳能资源的潜力和可利用性。
三、数据收集和分析在太阳能资源评估中,需要收集和分析的数据主要包括以下几个方面:1. 气象数据:包括太阳辐射、温度、湿度、风速等气象参数的历史数据。
2. 地形数据:包括评估区域的地形高程、坡度、坡向等数据。
3. 太阳辐射数据:包括评估区域的太阳辐射强度、太阳辐射分布等数据。
4. 其他相关数据:如评估区域的土地利用情况、建筑物遮挡情况等。
数据分析主要包括以下几个方面:1. 太阳辐射分析:通过分析太阳辐射数据,了解评估区域的太阳辐射强度和分布情况,确定太阳能资源的潜力。
2. 地形分析:通过分析地形数据,了解评估区域的地形特征,包括高程、坡度、坡向等,对太阳能资源的分布和利用提供参考。
3. 气候条件分析:通过分析气象数据,了解评估区域的气候条件,包括温度、湿度、风速等,对太阳能资源的潜力和可利用性进行评估。
四、结果和结论根据数据收集和分析的结果,可以得出太阳能资源评估的结果和结论。
太阳能资源评估一、引言太阳能作为一种可再生的清洁能源,具有巨大的潜力和广泛的应用前景。
为了充分利用太阳能资源,评估太阳能资源的可利用程度和潜力是至关重要的。
本文将详细介绍太阳能资源评估的标准格式,包括评估目的、方法和数据分析等内容。
二、评估目的太阳能资源评估的主要目的是确定特定地区可利用的太阳能资源量。
通过评估,可以得出太阳能资源的潜在利用率,为太阳能发电、太阳能热水器等应用提供科学依据。
评估结果可以用于制定政策、规划项目和决策,以促进可持续能源的发展和利用。
三、评估方法1. 数据采集首先,需要采集特定地区的气象数据,包括太阳辐射、温度、湿度等。
可以通过气象站、气象卫星、气象模型等途径获取数据。
此外,还需考虑地理位置、地形、气候等因素对太阳能资源的影响。
2. 数据处理采集到的气象数据需要进行处理和分析。
可以使用专业的气象软件和模型,计算太阳辐射、太阳能资源潜力等指标。
常用的指标包括太阳辐射总量、太阳辐射分布、太阳能电池板的发电量等。
3. 资源评估根据处理后的数据,进行太阳能资源评估。
评估可以分为定性评估和定量评估两种方式。
定性评估主要是根据气象数据和地理环境,判断太阳能资源的优劣程度。
定量评估则是通过数学模型和统计方法,计算太阳能资源的具体数值。
4. 结果分析评估结果需要进行详细的分析和解读。
可以将结果与其他地区或者历史数据进行比较,评估特定地区的太阳能资源优势和劣势。
同时,还可以对评估结果进行空间分布分析,确定太阳能资源的分布特点和潜力区域。
四、数据分析以某地区为例,根据采集到的气象数据和地理环境,进行太阳能资源评估。
1. 数据采集采集该地区过去十年的气象数据,包括太阳辐射、温度、湿度等。
同时,考虑该地区的地理位置、海拔高度、地形等因素。
2. 数据处理使用专业的气象软件和模型,对采集到的数据进行处理和分析。
计算太阳辐射总量、太阳辐射分布等指标。
3. 资源评估根据处理后的数据,进行太阳能资源评估。
太阳能资源评估一、引言太阳能作为一种可再生能源,具有广泛的应用前景。
为了充分利用太阳能资源,评估太阳能资源的可利用性和潜力是至关重要的。
本文旨在详细介绍太阳能资源评估的标准格式,包括评估方法、数据分析和结果展示。
二、评估方法1. 数据收集:收集所需的太阳能数据,包括太阳辐射量、太阳能辐照度、太阳能电池板效率等。
可以通过气象站、太阳能辐射测量仪和太阳能电池板测试设备等进行数据采集。
2. 数据处理:对收集到的数据进行处理和分析。
可以使用统计学方法和专业软件,如MATLAB、Python等,计算太阳能资源的平均值、方差、标准差等统计指标。
3. 太阳能辐射计算:根据收集的数据和相关公式,计算太阳能辐射量和太阳能辐照度。
可以考虑地理位置、季节、天气等因素,进行精确的计算。
4. 太阳能电池板效率评估:根据太阳能电池板的特性和实际工作条件,评估太阳能电池板的效率。
可以通过实验室测试和模拟计算等方法进行评估。
5. 数据验证:对评估结果进行验证,与实际情况进行对比。
可以通过现场观测和实际应用的效果来验证评估结果的准确性和可靠性。
三、数据分析1. 太阳能辐射量分析:根据评估结果,分析太阳能辐射量的分布和变化趋势。
可以绘制太阳能辐射量的空间分布图和时间序列图,以便更好地了解太阳能资源的分布规律。
2. 太阳能辐照度分析:根据评估结果,分析太阳能辐照度的分布和变化趋势。
可以绘制太阳能辐照度的等值线图和柱状图,以便更好地了解太阳能资源的利用潜力。
3. 太阳能电池板效率分析:根据评估结果,分析太阳能电池板的效率和性能。
可以绘制效率-功率曲线和效率-温度曲线,以便更好地了解太阳能电池板的工作特性。
四、结果展示1. 太阳能辐射量地图:根据评估结果,绘制太阳能辐射量的空间分布图。
可以使用地理信息系统(GIS)软件绘制太阳能辐射量的等值线图和热力图,以便更直观地展示太阳能资源的分布情况。
2. 太阳能辐照度图表:根据评估结果,绘制太阳能辐照度的时间序列图和柱状图。
太阳能资源评估太阳能资源评估是一项对特定地区太阳能资源进行评估和分析的工作,以确定该地区太阳能利用的潜力和可行性。
本文将详细介绍太阳能资源评估的标准格式,包括背景介绍、目的和范围、方法和数据采集、结果和分析等内容。
1. 背景介绍太阳能作为一种清洁、可再生的能源,受到越来越多国家和地区的关注和重视。
为了充分利用太阳能资源,评估特定地区的太阳能资源潜力和可行性至关重要。
太阳能资源评估可以为决策者提供科学依据,帮助他们制定合理的能源规划和政策。
2. 目的和范围太阳能资源评估的目的是确定特定地区的太阳能资源量和分布情况,评估太阳能的可利用潜力。
本次评估的范围包括特定地区的地理位置、气候条件、太阳辐射数据等。
3. 方法和数据采集太阳能资源评估的方法主要包括地面测量、遥感技术和数值模拟等。
地面测量是通过安装太阳能辐射计等设备,对特定地区的太阳辐射进行实时监测和记录。
遥感技术可以利用卫星数据获取大范围的太阳辐射数据。
数值模拟则是通过建立数学模型,模拟太阳辐射在特定地区的分布情况。
在数据采集方面,需要收集特定地区的气象数据、地形地貌数据、太阳辐射数据等。
气象数据包括气温、湿度、风速等,可以从气象站点或相关机构获取。
地形地貌数据可以通过地理信息系统(GIS)获取。
太阳辐射数据可以从太阳能资源数据库或相关研究机构获取。
4. 结果和分析太阳能资源评估的结果主要包括太阳辐射量、太阳能利用潜力、太阳能系统容量等。
根据所采集的数据和分析方法,可以绘制太阳辐射分布图、太阳能资源利用潜力图等。
通过对结果的分析,可以评估特定地区太阳能利用的可行性和经济性。
5. 结论和建议根据太阳能资源评估的结果和分析,可以得出特定地区太阳能利用的结论和建议。
结论可以包括太阳能资源的丰富程度、太阳能利用的潜力等。
建议可以包括推广太阳能利用技术、制定太阳能政策、建设太阳能发电站等。
综上所述,太阳能资源评估是一项重要的工作,可以为特定地区的能源规划和政策制定提供科学依据。
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,为了充分利用太阳能资源,我们需要对其进行评估,以确定其潜力和可利用性。
本文将介绍太阳能资源评估的重要性,并探讨评估的方法和技术。
一、太阳能资源概述1.1 太阳能的定义和特点太阳能是指来自太阳的能量,它是一种清洁、可再生的能源,具有丰富的资源和广泛的分布。
太阳能的特点包括免费、无污染和可持续等。
1.2 太阳能的利用方式太阳能可以通过光热转换和光电转换两种方式进行利用。
光热转换主要是利用太阳能将水加热或产生蒸汽,用于供热或发电。
光电转换则是将太阳能直接转化为电能,通过太阳能电池板实现。
1.3 太阳能资源的分布情况太阳能资源的分布受到地理位置、气候条件和季节变化等影响。
一般来说,赤道地区和高海拔地区具有更高的太阳辐射强度,而极地地区和云雾较多的地区则辐射较弱。
二、太阳能资源评估方法2.1 太阳能辐射测量太阳能辐射测量是评估太阳能资源的重要手段之一。
通过安装辐射计,可以测量太阳辐射的强度和分布情况,从而得到太阳能资源的数据。
2.2 气象数据分析气象数据对太阳能资源评估也起着重要作用。
通过分析气象数据,如气温、湿度、风速等,可以了解太阳能资源的季节变化和日变化规律,为太阳能利用提供依据。
2.3 数值模拟方法数值模拟方法是一种较为精确的太阳能资源评估手段。
通过建立数学模型,考虑地形、气象条件和太阳辐射等因素,可以模拟太阳能资源的分布和变化情况。
三、太阳能资源评估技术3.1 GIS技术地理信息系统(GIS)可以用于太阳能资源评估的空间分析。
通过将太阳能资源数据与地理数据结合,可以绘制太阳能资源的空间分布图,为太阳能设施的选址和规划提供参考。
3.2 遥感技术遥感技术可以通过卫星图像获取大范围的太阳能资源数据。
利用遥感技术,可以快速获取太阳辐射、云量和地表温度等信息,为太阳能资源评估提供全面的数据支持。
3.3 数据分析和模型建立通过数据分析和模型建立,可以对太阳能资源进行量化评估。
第7卷第4期2013年8月沙漠与绿洲气象
DesertandOasisMeteorology
研究论文
收稿日期:2013-04-19;修回日期:2013-05-13基金项目:公益性行业(气象)科研专项(GYHY201006012)资助。作者简介:杜军剑(1975-),男,工程师,从事行政管理及气象服务工作。E-mail:djjhj559@163.com
和静县太阳总辐射计算及太阳能资源评估杜军剑1,李刚2,张仕明3(1.和静县气象局,新疆和静841300;2.焉耆县气象局,新疆焉耆841100;3.巴州气象局,新疆库尔勒841000)
摘要:基于焉耆国家基准气候站1993—2012年逐月太阳总辐射和日照观测资料以及和静、巴音布鲁克1961—2012年月日照百分率资料,建立回归分析方程,推算和静县山区及平原地区逐月的太阳总辐射,对比分析了和静县山区及平原地区太阳总辐射变化特征,从太阳能资源丰富度、资源稳定性及可利用价值等方面对和静县太阳能资源状况进行评估。结果表明:1961—2012年和静县平原及山区太阳总辐射均呈减少的趋势,平原地区7月太阳总辐射最多,山区5月最多,最少值均出现在1月;平原地区属太阳能资源很丰富区,山区为丰富区;平原地区及山区太阳能资源均较稳定;平原地区年平均可利用太阳辐射的天数为286d,山区为267d;平原和山区一天中上午和中午是最有利的利用时段。关键词:和静;太阳总辐射;太阳能资源中图分类号:P422.1文献标识码:B文章编号:1002-0799(2013)04-045-06
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源,而且具有不污染环境、不破坏生态等优点。在当今世界化石类能源被过度开采造成能源紧张,以及由于温室气体的过量排放加剧了气候变暖的形势下,太阳能作为一种清洁能源越来越受到广泛重视,世界各国都在积极开发包括太阳能在内的新能源及可再生能源。新疆具有丰富的太阳能辐射资源,具备发展太阳能光伏产业得天独厚的条件,根据《新疆太阳能光伏产业发展规划(2011—2015年)》,到2015年,新疆将实现光伏产业年产值达500亿元。和静县位于新疆中部,地处天山南麓,总面积39686km2,山地高原占92.6%。研究县地山区及平原区太阳能资源状况,对于当地合理开发利用气候资源具有十分重要的意义。新疆学者对某一地区太阳总辐射气候学计算及太阳能资源评估研究较多,阿帕尔等[1]对昌吉市太阳总辐射进行了气候学计算,杨勇等[2]对博州地区太阳能资源进行了分析评估,但对南疆的焉耆盆地太阳辐射状况研究不多。和静县地处天山南麓的焉耆盆地,特定的地理位置和气候条件,使得风沙天气相对南疆其他地区少,而云量及降水天气相对北疆地区少,光照资源丰富。由于和静地区无太阳辐射观测资料,其太阳辐射的计算大多采用经验公式估算,经验系数大多采用南疆片模型计算得到[3-4]。自1993年焉耆气象站开始辐射观测,到目前为止,尚无人采用焉耆站最新的太阳辐射观测资料估算焉耆盆地邻近县太阳总辐射。宋建新等[5]利用1995—2004年10a气象资料对巴州太阳能资源状况研究,计算了
巴州各县(市)太阳总辐射值,但由于采用资料年代太短,不能代表气候平均状况,检验其计算焉耆站太阳总辐射值与实际观测值,冬季明显偏大,夏季值偏小,可见其计算的和静县各月总辐射值误差也很大。辛渝等[6]研究指出新疆总辐射估算采用“单站单月式”效果最佳。和静气象站(86毅24忆E,42毅19忆N)与焉耆气象站(86毅34忆E,42毅05忆N)所在地理位置相邻,地理条件相近,在相同季节里控制该地区的气团和天气状况大致相同。因此,本文利用焉耆气象站1993—2012年太阳辐射观测资料,采用“单站单月
式”,计算出a,b系数,从而估算和静县山区及平原地区太阳辐射值,并利用线性气候倾向率、Mann-Kendall检验方法[7]
,对太阳能资源变化特征进行分
析,并应用气象行业标准[8]对太阳能资源状况进行
doi:10.3969/j.issn.1002-0799.2013.04.00845第7卷第4期2013年8月沙漠与绿洲气象
DesertandOasisMeteorology
研究论文
评估,为当地太阳能资源开发利用提供科学依据。1资料及方法1.1资料的选取和静县境内有巴音布鲁克国家基本气象站、巴仑台国家基本气象站、和静国家一般气候站。由于巴仑台气象站地处山沟谷地,日照受高山遮挡无代表性,本文以和静气象站代表平原地区,巴音布鲁克气象站代表山区。采用1961—2012年和静气象站、巴音布鲁克气象站逐日日照观测资料,焉耆国家气候基准站1993—2012年逐日辐射观测资料及1961—2012年逐日日照观测资料。1.2太阳总辐射的计算和静气象站、巴音布鲁克气象站的太阳总辐射值计算方法如下:Q越Q0(a+bS),(1)式中:Q为月总辐射,S是月日照百分率,a、b为系数,由焉耆气象站辐射资料求得出;Q0是当地月天文总辐射,由下式求出:Q0=mn=1移Qn,(2)Qn为日天文太阳总辐射量,单位为兆焦每平方米(MJ/(m2·d));m为计算月的天数。Qn=TI0仔籽2(棕0+sin渍sin啄+cos渍cos啄sin棕0),(3)式中:T为一天的长度(24h);I0为太阳常数;籽为日地相对距离;渍为地理纬度;啄为太阳赤纬;啄=0.3723+23.2567sinx+0.1149sin2x-0.1712sin3x-0.7580cosx+0.3656cos2x+0.0201cos3xx=2仔伊(N-N0)/365.2422;N为日序,取值范围为1到365或366;N0=79.6764+0.2422(y-1985)-INT[0.25伊(y-1985)];y为计算年份;棕0为太阳时角;棕0=arccos(-tan渍tan啄);和静县平原及山区各月太阳总辐射计算步骤为:淤求出和静气象站、巴音布鲁克气象站逐年各月天文总辐射Q0值;于采用最小二乘法求出已知Q值的焉耆气象站各月的a、b经验系数(表1);盂求算出和静、巴音布鲁克气象站1961—2012年逐月太阳总辐射Q值。1.3计算结果检验
为了进一步检验方程的精度,计算焉耆站1993—2012年辐射实测值与方程回代值之间相对
误差,即:(Q计-Q实)/Q实
伊100%,结果见表2。各月平
均相对误差均在10%以内,年总辐射平均相对误差为3.2%,拟合效果较好。表2焉耆气象站1993—2012年总辐射实测值与拟合值平均相对误差
1.4太阳能资源评估方法日照时数和太阳总辐射是表征太阳能资源的两个重要指标[9-10],根据中国气象局颁布的《太阳能资源评估方法》(QX/TQX/T89-2008),太阳能资源评估一般包括太阳能资源丰富程度、利用价值、稳定程度评估。太阳辐射是指水平面上天空2仔立体角内所接收到的太阳直接辐射和散射辐射之和,年均太阳总辐射与日照时数常用于评价太阳能资源的丰富程度;太阳能利用价值的评估中,一般认为若每天日照时数小于6h,太阳能就不具有利用价值;太阳能稳定程度常采用一年中各月日照时数大于6h天数的最大值和最小值之比来分析,其比值越小说明当地太阳能资源年变化越稳定;以一天中年平均日照时数最长的时段作为最有利太阳能资源利用的时段。表3太阳能资源丰富程度等级
2结果分析2.1太阳能资源的年际变化特征
根据上述公式计算出逐月经验系数(表1)以及近52a和静县平原和山区平均太阳总辐射的年际变化情况(图1)。由图可知,和静县平原地区太阳总辐射呈下降趋势(p>0.05),每10a减少33MJ/m2,近52a中太阳总辐射大致经历了3个时段,20世纪60年代初至80年代中期为太阳总辐射偏多时段,20世纪80年代后期至2006年为太阳总辐射偏
12月0.3240.2800.8211月0.3480.2860.7310月0.5470.1710.79月0.3330.3350.388月0.6060.1430.637月0.5030.2310.656月0.3610.3280.665月0.3090.3640.564月0.4080.2940.713月0.3310.3280.592月0.1880.3990.381月0.2380.3510.44
ab
相关系数
平均相对误差1月9.12月5.33月6.14月5.95月4.16月4.17月6.38月4.59月4.710月4.811月4.712月7.8年3.2
资源丰富程度资源最丰富资源很丰富资源丰富资源一般太阳辐射年总量/(MJ/m2·a)
>6300
5040耀63003780耀5040<3780
表1焉耆气象站各月的a、b系数值46杜军剑等:和静县太阳总辐射计算及太阳能资源评估少时段,2007年以来太阳总辐射再次出现偏多时段;利用M-K突变检验法对太阳总辐射量进行突变检测,检测结果显示(图2a),年太阳总辐射在上世纪80年代初期发生了太阳总辐射量减少的突变过程,突变点具体为1982年(信度0.01),1990—2006年太阳总辐射量明显减少,2006年以后明显回升。平原地区日照时数年际变化趋势与太阳总辐射类似,也是呈现明显减少的趋势(p>0.05),平均每10a减少41.2h,日照时数的突变与太阳辐射完全一致(图2b)。图1和静县太阳总辐射和日照时数的年际变化(a为平原,b为山区)图1b表明,和静山区年均太阳总辐射也是呈明显下降的趋势(p>0.01),每10a减少54MJ/m2,但山区与平原地区太阳总辐射均在近几年表现为明显回升趋势。山区近52a中太阳总辐射的变化大致可分为两个时段,20世纪60年代初至20世纪末为太阳总辐射偏多时段,进入21世纪以来为太阳总辐射偏少时段;M-K突变检验结果表明(图2c),山区年太阳总辐射在2000年发生了减少的突变过程(信度0.01),2004年以后太阳总辐射量明显减少。山区日
照时数年际变化趋势也是呈现明显减少的趋势(p>0.01),平均每10a减少60.1h,日照时数的突变情
况与太阳辐射完全一致(图2d)。2.2太阳能资源年变化特征
图3a给出了和静县平原及山区太阳总辐射的年变化,平原及山区太阳总辐射均呈单峰型,两地季节分布较为相似,都是冬季太阳总辐射值最小,5—7月太阳总辐射最大,太阳总辐射月最小值都出现在12月,但最大值出现时间不同,平原地区太阳总辐
射的月最大值出现在夏季的7月,而山区最大值出现在春季的5月。原因是和静县平原地区降水稀少,7月出现辐射最大值,而山区7月份正值雨季,云旦
多,故辐射最大值出现在降水较少的春季5月。图3b可以看出,5—10月平原地区日照时数明显好于山区,其他月份差异不大,1、2月甚至山区略好于平原;平原日照最好的月份是5—8月,山区日照最多的月份是5月、8月,日照最少的月份都是12月。2.3太阳能资源丰富程度评估