广西太阳能资源评估指标体系研究与应用

采用太阳能资源丰富程度、稳定度、直射比三个指标对太阳能资源进行等级划分,建立一套适用于广西太阳能资源分布特点的精细化评估指标体系。结合广西太阳总辐射年辐照量实际分布状况,将太阳能资源丰富程度指标进行分级细化,将覆盖广西大范围的C等级细化为C1、C2、C3三个级别。结果表明,广西太阳能资源丰富程度划分为B、C1、C2、C3、D五个等级,其中B级资源很丰富区主要分布在广西沿海东部区域,C1一级丰富区在22.5°N附近以南地区和右江河谷一带,C2二级丰富区在桂中大部分地区,C3三级丰富区集中分布在桂北大部。太阳能资源稳定度划分为B、C两个等级,其中B级较稳定区集中分布在桂西北、桂东南部分地区以及上思县等地。全区各地直射比均为C级(中等级),以散射辐射较多。

气候变化对太阳能资源评估典型气象年选取的影响

选取新疆8个辐射气象观测站1961—2022年逐日总辐射观测资料,分析新疆区域地面总辐射变化特征,利用风速、气温、湿度和露点温度等资料构建太阳能资源评估典型气象年挑选方法(Sandia法),对比分析1961—1990年、1971—2000年、1981—2010年、1991—2020年4个标准气候态下Sandia方法选取典型代表年的差异。结果表明:(1)1961—2022年北疆地区地面总辐射呈先减少后增加的趋势,南疆和东疆持续减少但1990年代以后减少趋势放缓,秋、冬季辐射减少速率明显大于春、夏季。(2)Sandia方法选取的4个标准气候态下典型气象年总辐射年值与平均值接近,相对误差介于±3%之间。(3)随着气象要素的变化,Sandia方法选取典型气象年总辐射与平均值的绝对误差在增大,北疆站点不同时期选取典型月总辐射与同期月均值的差异明显小于南疆和东疆,与北疆总辐射年际变化小于南疆和东疆的结果一致。(4)新疆区域月总辐射的高值时段集中出现在6—7月,各站1—3月总辐射普遍大于10—12月。(5)Sandia法挑选典型月与月平均值的差异存在较大波动性,且1981—2000年、1991—2020年波动幅度明显大于之前2个时期,表明随着气候要素的变化,典型代表年的不确定性在增加。

气候变化对我国水能、风能和太阳能资源影响评估研究进展

通过对相关文献的研究梳理,归纳常用的水能、风能、太阳能资源评估指标及方法,总结历史时期气候变化对我国水能、风能和太阳能资源的影响以及未来气候变化背景下我国水能、风能、太阳能资源的变化。水能、风能、太阳能资源的评估方法均可归纳为基于观测的评估方法、基于数值模式的评估方法、基于卫星遥感的评估方法及基于再分析资料的评估方法。在未来气候变化背景下,现有研究大多认为未来我国水能资源将会增加,风能及太阳能资源将会减少,而且存在时空异质性,气候变化将影响以水能、风能和太阳能为主的可再生能源的开发利用。为应对气候变化带来的不利影响,未来应加强水能、风能和太阳能资源评估指标体系研究,推动水能、风能、太阳能资源评估基础数据库及通用化资源评估软件系统建设,统筹推进未来气候变化背景下水能、风能、太阳能资源评估及水能、风能、太阳能发电的中长期预报/预测研究。

吐哈盆地太阳能资源和开发潜力精细化评估取得新进展

在第三次新疆科考“吐哈盆地清洁能源考察和能源矿产开发的生态环境效应”项目支持下,科考团队利用长时间序列高时空分辨率太阳能资源数据库,采用物理反演算法和深度学习算法完成了吐哈盆地太阳能资源的精细化评估,基于自然断点法构建了吐哈盆地集中式光伏电站选址的适宜性等级评估方法,定量评估了集中式光伏电站选址适宜性的空间分布;基于区域气候模式的未来预估数据,完成了碳中和路径下吐哈盆地未来太阳能资源预估。

基于太阳能资源利用公路边坡匝道光储一体电站建设研究

在高速公路运营过程中,沿线收费站、服务区、机电设施的能源消耗问题不容忽视,通过建设光伏发电工程项目,能够有效利用丰富的太阳能资源,实现更好的综合效益。文章研究了基于太阳能资源利用公路边坡匝道光储一体电站建设,在明确项目概况的基础上,从光伏组件、电池安装、逆变器、方阵设计、总平面、发电量等方面出发,分析了项目总体建设方案,强调了电气系统和土建工程的建设要点,以实现规划、设计、施工的协调统一,保证太阳能资源利用效率。

ERA5资料应用于中国地区太阳能资源评估研究

利用中国40个地面台站观测资料对ERA5再分析资料太阳能资源要素进行误差评估,结果表明:ERA5资料与台站资料的地表月水平面总辐射回归方程可决系数为0.999。ERA5资料与各台站资料均方根误差最大值为8.7 MJ/m^(2),平均值为4.9 MJ/m^(2);相对均方根误差最大值为2.4%,平均值为1.0%。ERA5资料与各台站资料年际变化误差最大值为19 MJ/m^(2),平均值为3 MJ/m^(2);百分比年际变化误差最大值为0.5%,平均值为0.1%。ERA5资料与台站资料稳定度误差最大值为0.013,平均值为0.003;百分比误差最大值为2.9%,平均值为0.8%。ERA5资料与台站资料具有较好的一致性,应用于中国太阳能资源评估是可行的。

喀什地区太阳能资源特征分析及其评价

科学分析太阳能资源的特征并进行合理评价,是开发利用太阳能资源的第一步,也是判断一个地区是否适合建设光伏电站的主要依据。首先分析新疆地区的太阳能资源,其次通过多种数据源分析喀什地区的太阳能资源,得出Meteonorm软件的数据与实际数据误差最小。接着利用Meteonorm软件,对喀什地区的水平面太阳能总辐射、直接辐射、散射辐射分布特征进行分析,并对该地区太阳能资源丰富程度和稳定程度进行了评估。结果表明:喀什地区水平面全年总辐射为5787.36MJ/m^(2),月变化总体呈现近似正态分布,最大值出现在7月,最小值出现在12月,资源等级为很丰富(B级);水平面总辐射稳定度GHRS为0.28,稳定程度为“一般”;太阳能资源直射比DHRR为0.59,直射比等级为B级(直接辐射较多)。综合考虑,喀什地区适宜太阳能资源的开发利用,建设光伏电站是可行的。

国内外太阳能资源评估方法研究现状和展望

太阳能被认为是最有希望大规模利用的可再生能源,具有广阔的应用前景。对太阳能资源进行合理且准确的评估是太阳能资源开发利用的第一步,也是关键的一步。然而全球大部分地区的太阳辐射观测资料十分有限,利用其他气象数据对太阳能资源进行评估是目前的主流方法。文中归纳和总结国内外太阳能资源评估的4种主要方法的基本原理、主要技术路线以及最新研究进展,对比分析不同方法的误差范围,系统地讨论各种评估方法的不足,并在此基础上对太阳能资源评估方法在我国未来的发展趋势进行了展望。经验模型和人工智能模型较依赖数据的特征,物理模型中云影响太阳辐射过程的描述存在不准确性,数值天气预报模式中资料同化和物理过程参数化方案的选定较关键。发展多种方法结合的太阳能资源混合评估模型是未来太阳能资源评估的主要发展方向之一。

我国风能、太阳能资源预估现状及展望

可再生能源的开发利用,是减缓“气候变化”的有效途径。“双碳”目标,对我国风电和光伏发电的发展规划提出了更高的要求。在此背景下,开展风能、太阳能资源变化预估可为区域级能源发展规划和电力运行提供科学指导。然而,目前的研究还缺乏高时空分辨率结果的支持,导致精细化预估尚未开展,并且已有的结果之间存在较大的差异和不确定性,难以给出较为精确的结论。本文综述了“双碳”背景下,风能、太阳能资源预估的重要性、技术瓶颈、最新结果及挑战。在此基础上,提出加强风能、太阳能资源的短期服务能力、中长期服务保障,进一步提高预估技术水平、协调资源开发利用的季节性和区域性差异,以助力实现“双碳”愿景。

承德市太阳能资源评估及开发潜力研究

为了客观评价承德市太阳能资源及开发潜力,利用围场县2017—2020年逐小时太阳辐射数据和承德市9个国家地面气象观测站1973—2020年逐日日照时数及月日照百分率资料,按照《太阳能资源评估方法》,分析承德市太阳能资源丰富程度、年日照时数、稳定度、可利用状况等,并对太阳能开发潜力进行评估。结果表明:承德市太阳能资源属于很丰富区,且非常稳定,年日照时数多于2400 h,可利用天数大于240 d,相对而言,平泉市、丰宁县、滦平县的开发潜力更高一些,未来开发利用太阳能应优先考虑这些区域。

娜姑光伏电站的太阳能资源评估及发电量预测

云南省是中国太阳能资源最丰富的地区之一,光伏发电已成为该省实现能源转型的中坚力量和减少碳排放的重要举措。基于Meteomorm和SolarGIS数据库,对在云南省曲靖市会泽县拟建的娜姑光伏电站所在区域的太阳能资源时空分布特征进行了分析;并通过计算能够反映太阳能资源丰富程度、稳定度和太阳直接辐射状况的量化指标,评估了该光伏电站建设地的气候适宜性;然后利用光伏发电系统设计软件,结合电站所在地的实际地形,对该电站光伏阵列的布置方式进行了优化,并预测了电站的发电量。分析结果表明:1)基于Meteomorm和SolarGIS数据库分别计算得到的月均水平面太阳辐射量及月均水平面太阳散射辐射量的变化趋势和数值基本接近;2)根据SolarGIS数据库计算得到的娜姑光伏电站建设区域的年总水平面太阳辐射量、月均法向太阳直接辐射量和年总水平面太阳散射辐射量分别为1655.9、1361.8和755.0 kWh/m^(2);3)娜姑光伏电站装机容量为151.2 MW时,预计其25年的总发电量为5499833.0 MWh,年均发电量为219993.3 MWh,年均等效利用小时数为1454.9 h。该研究可为娜姑光伏电站的建设提供科学依据。

辽西朝阳地区太阳能资源评估

探明朝阳地区太阳能资源时空变化规律及特征,旨在对朝阳市太阳能资源的开发利用和区域性气候可行性论证工作提供重要信息,在能源布局的宏观决策方面提供科学依据。利用1981—2020年朝阳国家基准气候站辐射资料和日照资料、朝阳市辖区其他气象站的日照资料,通过气候学方程估算、线性趋势分析等方法对朝阳地区太阳能资源进行评估。按国家标准《太阳能资源评估方法》(GB/T 37526—2019),分析朝阳地区太阳能资源时空分布特征,计算并评估太阳能资源相关参数。结果表明:朝阳地区太阳能资源储备很丰富,稳定度一般,可开发利用日数较多,农村太阳能资源利用市场前景广阔,其中北部山地气候区最适宜太阳能资源开发利用,适合大规模光电开发,助力节能减排和朝阳地区经济可持续发展。

廊坊市太阳能资源特征分析与评估

利用乐亭国家基本气象站1993~2012年逐月太阳总辐射、月日照百分率数据,以及1973~2022年廊坊市9个国家基本气象站的月日照百分率资料,应用Angstrom-Prescott公式估算太阳总辐射,采用最小二乘法、趋势分析、克里金插值等方法对廊坊市太阳能资源进行综合评估分析。结果表明,近50a廊坊市太阳总辐射在5039.4~5411.9MJ/m^(2)之间,且呈现下降趋势,空间分布南高北低;各站平均年日照时数和太阳总辐射变化趋势基本一致,均呈下降趋势;日照时数和太阳总辐射年代际变化呈单谷型,进入21世纪后呈现增长趋势;除永清县外太阳能资源均为“很丰富”等级,能满足开发利用的需求;廊坊市太阳能资源稳定度均为一般等级,近50a中各站有3~10a的稳定等级;近50a日照时数>6h的天数在198~283d,平均239d。廊坊市太阳能资源总体较好,可以进行合理开发利用。

河西走廊太阳辐射时空分布特征及太阳能资源评估研究

利用1961—2020年河西走廊3个太阳辐射站和19个气象站资料,推算河西走廊各站太阳总辐射量,得出该地区太阳总辐射空间分布和时间变化特征,进一步采用相关系数法分析了太阳总辐射的气候影响因素。结果表明:(1)太阳总辐射空间分布在年及春、夏、秋季呈西北向东南递减,冬季呈西北向东南增加。(2)太阳总辐射在月际和季节分布上呈单峰型,5月最强,12月最弱,夏季最强,冬季最弱。(3)年太阳总辐射呈增加趋势,其线型倾向率为6.3 MJ/(m^(2)·10 a),其中夏、秋、冬季总辐射呈减少趋势,夏季下降最明显,而春季呈明显增加趋势。(4)年、季总辐射都表现出2~3、5~6 a短周期及8~10 a长周期振荡。(5)太阳总辐射量与相对湿度、降水量、总云量、低云量及浮尘、扬沙、沙尘暴日数总体呈负相关,与气温和日照时数呈正相关。(6)河西走廊太阳能资源丰富程度和稳定度表现一致,都呈现为由西北向东南递减的趋势,资源相对丰富的地区稳定度也相对较高。

河北省太阳能资源开发利用现状及其气象服务分析

利用河北省142个气象台站的总云量、日照时数和太阳总辐射资料分析了河北太阳能资源分布情况,得出张家口、承德和保定的太阳能资源相对丰富,适宜开展光伏电站建设项目。从光伏发电装机容量、空间分布、结构变化详细分析了河北省太阳能资源开发利用情况。通过实地调研,结合我国太阳能资源开发利用气象服务进展,深入分析了河北光伏发电产业对气象服务的需求,提出开展太阳能新能源气象服务的针对性建议。

云南省区域太阳能资源分析宏观指引评价

为了明确云南省区域太阳能资源的时空分布特征与可利用潜力,旨在对太阳能辐射中尺度数据进行数值模拟分析,得出更加形象直观的太阳能资源图谱。通过对云南省区域太阳能资源进行宏观分析,能够快速准确地定位太阳能资源可开发利用区域,并进行评价,为太阳能资源开发利用决策提供较为可靠的信息或参考依据。

太阳能资源分析对光伏场区选址的影响

本文以某光伏项目作为工程依托,以该地区太阳能资源分析为研究对象,分析区域内太阳能资源对光伏组件的辐射强度,论证了此区域建设的可行性。

江苏省可用太阳能资源潜力评估

基于气象观测资料,分析了江苏省太阳能资源时空分布特征,从太阳能资源丰富度、资源稳定性及可利用价值3个方面分析了江苏省太阳能资源潜力;在此基础上,以单晶硅电池作为屋顶可用太阳能资源的评价参考,评估了研究区太阳能资源的应用潜力。结果表明:江苏省太阳能资源北丰南贫,资源稳定性北部优于南部,且丰富程度及稳定性的变化较为一致,从北向南逐渐减少;研究区屋顶可装光伏电池面积约1.89亿m2,年均发电量约366亿kWh。

中国的太阳能资源及应用潜力

太阳能资源被认为是 2 1世纪最引人注目的可再生能源和洁净能源。为了经济的可持续发展 ,应该把环境保护和长期利益作为研究目标。文章估算了中国 14个城市的太阳能资源 ,分析了太阳能热水系统和BIPV系统的经济性。研究结果表明 ,中国的太阳能利用潜力很大 。

四川省太阳能资源气候学计算

利用SMARTS模式计算晴天总辐射,充分考虑大气对太阳辐射的削弱作用和海拔高度的影响,以四川省为例,建立了复杂自然环境条件下基于日照百分率的太阳能资源气候学计算方程。该方法不仅物理意义明确,而且计算结果误差明显降低;与实测值相比,7个辐射站年地面太阳总辐射曝辐量的相对误差均低于7%;与初始值采用天文辐射曝辐量的方法相比,无论是相对误差值还是离散程度,均降低一半以上。该方法较好地解决了在一个地形复杂、气候多变的区域采用同一计算方程的难题,从而有效避免了过去采用分区方法带来的边界不连续问题,对我国东西高差大、干湿变化明显的特殊情况具有应用价值。