山西省太陽能資源時(shí)空分布特征及利用潛力評估

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1、Dongfeng，ANWei，etal．DistributionCharacteristicsandAssessmentofSolarEnergyＲesourceinShanxi［J］．JournalofAridMeteorology，2014，32(5):712－718］，doi:10．11755/j．issn．1006－7639(2014)－05－0712山西省太陽能資源時(shí)空分布特征及利用潛力評估閆加海1，2，張冬峰1，安煒1，劉月麗1，武捷3，楊培芬3(1．山西省氣候中心，山西太原030006;2．成都信

2、息工程學(xué)院，四川成都610225;3．山西省氣象信息中心，山西太原030006)摘要:按照中國氣象局發(fā)布的太陽能資源評估方法，利用山西省近30a3個(gè)輻射觀測站的太陽總輻射資料和105個(gè)站的日照資料，采用氣候?qū)W方法計(jì)算了山西省的太陽總輻射，在分析山西省太陽總輻射的空間分布和時(shí)間演變特征的基礎(chǔ)上，計(jì)算了山西省太陽能資源的各種參數(shù)，對區(qū)域太陽能資源潛力進(jìn)行了客觀評估。結(jié)果表明山西省太陽能資源儲備豐富、穩(wěn)定、可開發(fā)利用日數(shù)較多，特別是山西北部地區(qū)，尤其適合進(jìn)行太陽能資源開發(fā)利用。關(guān)鍵詞:太陽總輻射;區(qū)域特征;太陽能評估

3、文章編號:1006－7639(2014)中圖分類號:P422－05－0712－07doi:10．11755/j．issn．1006－7639(2014)－05－0712文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A炭能源正在逐漸耗盡，開發(fā)利用新能源勢在必行，為此本文將利用上述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對山西省的太陽能資源進(jìn)行全面分析和評估，為山西省太陽能資源的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)信息，為山西轉(zhuǎn)型發(fā)展在能源布局的宏觀決策方面提供科學(xué)依據(jù)。引言當(dāng)今世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，正面臨能源緊張、環(huán)境污染等多重矛盾［1］，而加快開發(fā)利用新能源無疑是緩解能源危機(jī)的必然路徑。太陽能是永久

4、的可再生能源，我國陸地每年接受的太陽輻射能相當(dāng)于2．4萬億t標(biāo)準(zhǔn)煤［2］，是我國未來發(fā)展必然會選擇的持續(xù)能源和戰(zhàn)略能源之一。要開發(fā)和利用太陽能，最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的是對太陽能資源進(jìn)行分析和評估，這不僅是宏觀戰(zhàn)略決策上的需要，對于光伏發(fā)電站微觀選址也具有十分重要的指導(dǎo)意義。由于我國設(shè)有太陽總輻射觀測的氣象臺站較少，因此對于無觀測資料區(qū)域的太陽能資源的評估往往需要根據(jù)氣候?qū)W方法進(jìn)行空間擬合推算，為此很多學(xué)者如左大康［3］、翁篤鳴［4］、祝昌漢［5］、王炳忠［6］等根據(jù)氣候?qū)W原理給出了很多太陽總輻射的空間擬合算法，同時(shí)根

5、據(jù)各自的方法給出了不同區(qū)域的計(jì)算參數(shù)。為了更好地進(jìn)行太陽能資源評估，2008年我國發(fā)布了中華人民共和國氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QX/T89－2008《太陽能資源評估方法》［7］，此后朱飆［8］、韓世濤［9］、劉佳［10］、司福意［11］等分別利用上述標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)方法對甘肅、寧夏、新疆和焦作等省市的太陽能資源進(jìn)行了評估，為當(dāng)?shù)靥柲苜Y源的開發(fā)利用提供了科學(xué)依據(jù)和參數(shù)。山西省作為能源大省，煤資料和方法本文使用山西省近30a(1981～2010年)108站的逐月日照百分率和3個(gè)輻射觀測站(大同、太原、侯馬)的太陽總輻射資料，根據(jù)Q

6、X/T89－2008《太陽能資源評估方法》［7］(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn))中給定的無輻射觀測站太陽總輻射計(jì)算方法，擬合創(chuàng)建了山西省除上述3個(gè)輻射觀測站外其余105個(gè)臺站所在區(qū)縣的太陽總輻射;利用山西省108站逐日日照時(shí)數(shù)資料計(jì)算了各站各月日照時(shí)數(shù)＞6h的天數(shù)并用于計(jì)算全省各臺站所代表區(qū)縣的太陽能資源的穩(wěn)定度;利用山西省108站09～10時(shí)、11～13時(shí)、14～15時(shí)的逐小時(shí)日照資料計(jì)算了全省各臺站所代表區(qū)縣的太陽能資源的日最佳利用時(shí)段。12山西省月太陽總輻射經(jīng)驗(yàn)公式系數(shù)的計(jì)算、檢驗(yàn)及選擇無太陽總輻射觀測點(diǎn)的月太陽總輻射計(jì)

7、算經(jīng)驗(yàn)收稿日期:2014－02－17;改回日期:2014－04－11作者簡介:閆加海(1980－)，男，山西山陰人，工程師，主要從事氣候預(yù)測及氣候資源開發(fā)工作．E－mail:lufeeyan@gmail．com713第5期閆加海等:山西省太陽能資源時(shí)空分布特征及利用潛力評估公式為:點(diǎn)的月日照百分率。本文利用山西省大同、太原和侯馬3個(gè)輻射觀測站1980～2010年的總輻射資料Qm和日照百分率資料S，分別按月計(jì)算了3套共計(jì)36組逐月太陽總輻射經(jīng)驗(yàn)公式系數(shù)a、b和Qm與SQm=Q0(a+bS)其中，Qm為計(jì)算地點(diǎn)月太

8、陽總輻射量，單位為MJ/(m2·d);Q的相關(guān)系數(shù)r(見表1)，并對Q與S的相關(guān)性進(jìn)行為月天文太陽總輻射量，單位為MJ/m0了檢驗(yàn)［12］。(m2·d);a、b為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，無量綱數(shù)［7］，S是計(jì)算地表1山西省3個(gè)輻射觀測站擬合計(jì)算的太陽總輻射計(jì)算參數(shù)及Qm與S的相關(guān)系數(shù)Tab．1Parametersoftotalsolarradiationcaculationfrom3radiatio