临沂地区太阳能利用的气候条件分析

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《现代农业科技)2008年第11期 工作研究 

临沂地区太阳能利用的气候条件分析 

裴洪芹杨昆刘兴允 

(山东省临沂市气象局,山东临沂276004) 

摘要利用临沂地区1971—2000年的气候资料,应用公式Q=Q (a+bS)计算出临沂地区的月太阳总辐射.在此基础上分析了临沂地区 

太阳能资源的时空分布及其特点:临沂地区太阳总辐射5月最大,12月最小,年太阳总辐射东南部多,西南部少,太阳能利用的最有利季节 

是春夏季,最不利季节为冬季。并对太阳能在临沂地区应用的可行性进行了探讨。结果表明:临沂地区太阳总辐射量多、太阳能利用价值 

高.太阳能资源优越,具有极大的发展空间。 

关键词 太阳能;资源;时空分布;利用;气候条件;山东临沂 

中图分类号¥214 文献标识码A 文章编号 1007-5739(2008)11-0347-03 

差 . 6年 。 伸的。到 伸 64。 

占全国的20%左右,发展非常迅速。截至2006年,山东省累 … ’一 

年、北美30多年的推广总量。临沂地区地处鲁东南。四季阳 日落时角由式(4)计算 : 

奎曼 ,。 兰 {O月o=太arc阳c ’ 

曼 耋 璺 苎 ? 晶月天文总辐射之后,再用太阳总 妻 墨 型 昱 讨

,为 辐射 磊 、 科学合理充分利用太阳能提供

一定的科学理论依据。 “ 一 ” ’ “ 

曼 竺 透明茎 苎 几 ’” 川臼 

昱 空 是三 景 盎 沂各地的太阳总辐射量,计算结 文总辐射

,再用太阳总辐射公式计算出临沂地区的太阳总 一一‘: 。“一 。一 ~ 。 … 一 ’一 

项目 

a b 1月 2月 3月4月 5月 6月 7月8月 9月 10月 11月 12月 

0.362 3 0.292 2 0.195 2 0.341 6 0.169 9 0.214 3 0.221 1 0.235 7 0.217 2 0.176 3 0 169 3 0.287 0 

0.174 8 0.297 1 0.510 6 0.250 2 0.583 6 0.515 9 0.513 4 0.434 5 0.451 2 0.499 5 0.503 9 0.276 7 

2临沂地区太阳能资源分布及其特点 

2.1太阳总辐射的月变化 

绘制临沂地区平均各月太阳总辐射量的直方图(见图 

I)。从图I可以看出临沂地区太阳总辐射的月变化呈单峰分 

布。太阳总辐射量以5月最大。12月最小。虽然7月临沂天 

作者简介裴洪芹(1973~),女,山东平邑人,本科,工程师,主要从事短 

期天气预报和短期气候预铆l工作。 

收稿日期2008-04—08 文总辐射最大,但是临沂地区7月正处于汛期。阴雨天较多。 

日照较少。总辐射受到削弱;而5月临沂正处于夏季风最盛 

行时期,副热带高压稳定控制临沂。多晴好天气。天文总辐 

射仅次于6 ̄7月,因此太阳总辐射最大。达623.2MJ/m 。12 

月临沂处于冬季,太阳高度角为最小。白天最短,获得太阳 

辐射量最少。天文总辐射与实际总辐射都处于最低点。太阳 

总辐射仅229.8MJim2。 

2.2临沂地区太阳总辐射的时空分布特征 

347 维普资讯 http://www.cqvip.com 《现代农业科技)2008年第1 1期 

蒙阴 

平邑 

费县 

沂水 

沂南 

芭南 

苍山 

临沐 

郯城 519.7 

525.2 

530-7 

524.6 

530.1 

525.7 

524.5 

551.5 

526.2 442.6 

439.4 

444.9 

450.8 

447.8 

453.5 

437.o 

455.o 

434.2 356.1 

353.8 

363.4 

363.3 

361.2 

371.2 

355.o 

365.7 

359.6 256.1 

257.8 

262.8 

264.1 

260.4 

271.6 

259.9 

268.3 

262.2 224.8 

223.8 

230.2 

228.3 

227.6 235.9 

228.6 

234.3 

232.6 

6 7 8 9 1o 11 12 

月份 

图1临沂地区平均各月太阳总辐射量 

临沂地区年平均太阳总辐射量5 098.2M3/m ,呈东南 

多西南少的趋势(见图2),最多的临沂年均太阳总辐射量为 

5 159.2MJ/m2,最少的苍山为5 026.4MJ/m 。春季(3-5月)太 

阳总辐射平均为1 566.6MJ/m ,占全年总辐射30.7%,最 

高值出现在沂水为1 588.8MJ/m2,最低值出现在郯城为 

图2临沂地区年太阳总辐射分布 1 532.1MJ/m ;夏季(6喝月)太阳总辐射平均为1 688.1MJ/m2, 

占全年总辐射的33.5%,最高值出现在临沭为1 717.1MJ/m ̄, 

最低值出现在莒南为1 665.7MJ/m ;秋季(9 ̄11月)太阳总 

辐射平均为1 070.6MJ/m ,占全年总辐射的21.3%,最高值 

出现在莒南为1 096.3MJ/m ,最低值出现在平邑为1 051.1 

MJ/m ;冬季(12月至次年2月)太阳高度角小,天文总辐射 

也少,太阳总辐射量平均为772.8MJ/m ,仅占15.4%,不及夏 

季的一半,最高值出现在莒南,总辐射为786.4MJ/m ,最低 

值出现在平邑,为758.0MJ/m 。 

3太阳能利用的气候分析 

3.1太阳总辐射 

太阳总辐射量的大小直接影响太阳能的利用,一般辐射 

量越大,太阳能的可利用率越高 。临沂地区平均年总太阳 

辐射量5 098.2MJ/m ̄,相当于1 416.3KW・h/m 。太阳能资源 

较丰富。即便是太阳总辐射量最少的苍山,冬季日平均太阳 

总辐射量仍有8.5MJ/m2,相当于2.4KW・h/m ,仍然有利用 

太阳能的价值。 

3.2 日照时数 

气象行业标准《太阳能资源评估方法》中关于太阳能资 

源利用价值的评估方法是:“利用各月日照时数大于6h的 

天数为指标,反映1d中太阳能资源的利用价值。1d中日照时 

数如小于6h,其太阳能一般没有利用价值。”临沂地区日照 

时数>6h的天数平均在240d/年,平均月日照时数201h,平 

均日日照时数6.7h,日照百分率54%,可见临沂地区太阳能 

利用价值很高。 

3.3气温 

环境温度是影响太阳能利用的因子之一,当环境气温较 

低时不利于太阳能的利用嘲。临沂地区年平均气温为13-3℃, 

最冷月(1月)平均气温一1.2℃,最热月(7月)平均气温 

26.1oC,11月到次年3月平均气温不足10 ̄C。因此,临沂利 

用太阳能的最有利季节是春夏季,最不利季节为冬季。 

4太阳能利用 

太阳能利用主要可归结为太阳能的光热利用和光电利 

用。我国的太阳能利用主要有:太阳能热水器、太阳灶、太阳 

能空调、太阳能热发电、太阳能与建筑统一、太阳能沼气、太 

阳能温室等(7i。 

4.1太阳能热水器 

太阳能热水器是目前应用最广泛的一种,随着农村经济 

的发展。太阳能热水器的应用市场已从城市向农村转移。特 8 0 4 6 9 4 4 6 5 0 5 1 3 0 8 6 1 4 叮叮¨ ∞ 5 5 5 5 5 5 5 5 5 7 1 6 7 2 1 5 5 O " 卯 弘 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 5 8 3 1 0 4 1 9 8 8 1 2 2 9 9 5 7 ∞∞∞∞∞鼹鼹 鼹 2 3 5 3 3 5 0 2 1 8 8 8 5 8 8 5 4 7 ∞ ∞ ∞ 9 7 5 3 8 5 4 8 9 6 7 8 9 4 8 6 6 1 ;i i 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2 3 2 5 0 8 3 1 5 2 8 4 6 3 7 0 3 2 2 2 3 2 3 1 3 1 4 4 4 4 4 4 4 4 4 8 6 1 9 9 9 6 3 4 g8 卯 盯 2 2 2 2 2 2 2 2 2 7 6 7 9 1 6 9 4 1 9 1 6 3 3 8 4 9 8 4 5 5 5 5 5 5 5 5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 姗 伽 瑚 0 /l苫// 

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别是近几年,农村加快旧村改造新村建设步伐,农村城镇化 

水平越来越高。热水器以其环保、经济和能源可再生性越来 

越受青睐171。太阳能热水器按集热管及热水装置效率为80%计 

嗍,每lm 集热器,每年可节约用电1 147KW・h左右。临沂 

地区常住人口972万.340、7万户,如果临沂地区50%户家庭 

安装太阳能热水器,每户使用4m2集热器,每年至少可节约 

7.81x10 ̄W・h的电量。 

4.2太阳能空调 

太阳能空调系统兼顾供热和制冷两个方面的应用,冬 

季乃至全年均需要供热,如生活热水、采暖等,而夏季又需 

要以太阳能热水制冷。太阳能空调即是利用太阳能转换的热 

能驱动吸收式制冷机进行制冷f7l。临沂地区每年高温天气2 

个月,冬季3个月需采暖,1年中约有5个月的时间建筑物 

需利用空调系统制冷或取暖。太阳能制冷是利用太阳集热器 

为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水,热媒水的温 

度越高,则制冷机的性能系数(亦称COP)越高,这样空调 

系统的制冷效率也越高。夏季天气越热,常规空调耗电量越 

大,而利用太阳能作为能源的空调系统,当天气越热、太阳 

能辐射越强时,太阳能空调的制冷能力越强,制冷效果越好。 

我国的太阳能供热主要应用在生活热水方面,在采暖方面也 

有应用,虽然节能效果非常明显,但因太阳能本身的不稳定 

性,致使系统投资较高,使用效果并不理想。因此,太阳能不 

宜做为采暖系统的主要热源,但是在实际应用中,将其作为 

辅助热源,和其他空调供热设备一起使用,就能充分发挥太 

阳能环保节能的优势.现在有不少企业已经把太阳能作为辅 

助热源用到了采暖供热工程中。使用太阳能空调既可节约常 

规能源,又不使用破坏大气层的氟里昂等有害物质,实现了 

真正的节能环保。 

4.3太阳能发电 

太阳能热发电是太阳能热利用的一个重要方面。太阳能 工作研究 

热发电技术是通过集热装置将太阳辐射能转化为足够温度 

的热能。再通过常规的热机或其他发电技术将其转换成电 

能f7l。由于经济的快速发展,临沂的电力供应相当紧张。临沂 

地区太阳能资源丰富,如果利用太阳能资源进行发电,既缓 

解用电紧张,又无污染、无噪声,节能环保。 

4.4太阳能与建筑统一 

建筑是能源消耗大户。建筑节能已受到各国的普遍关 

注。中国建筑能耗占总能耗的30%左右,太阳能对建筑节能 

贡献相当大,充分利用太阳能是建筑节能的重要措施f7l。目 

前临沂正在大力推广应用新型节能农村住宅工程,率先实行 

农村生态住宅的建设。临沂农村人口较多,若能实现太阳能 

与建筑结合创造的低能耗高舒适度的健康居住环境,不仅让 

住户家庭生活的更自然更环保。而且节能减污,对实现临沂 

经济可持续发展具有重大意义。 

从以上资料分析可以看到,临沂地区太阳总辐射量多、 

太阳能利用价值较高。临沂地区太阳能资源优越,具有极大 

的发展空间.临沂地区应充分发挥资源优势,积极开发利用 

太阳能资源,达到环保和节约能源的双重效果,促进临沂社 

会的可持续发展。 

5参考文献 

…1张德山,丁德平,穆启占,等、北京太阳能气象指数预报研究与应用 

U】.气象,2006,31(8):81—83. 

【2]徐培富.国内太阳能热利用简况Ⅱ】.能源工程,2002(1):15-18.