电力需求增长和负荷灵活性提升视角下的风光资源密集地区可再生能源消纳研究

中国风、光资源密集地区与电力负荷集中地区的不匹配为可再生能源大规模发展后的消纳问题带来重大挑战,“双碳”目标下,如何促进可再生能源消纳已成为中国能源结构转型亟需解决的问题。从增加电力需求和提升负荷灵活性的创新视角出发,以内蒙古自治区为例探究风、光资源密集地区可再生能源消纳情况、形成原因及其破解思路。研究发现,2030年,内蒙古可能产生约2000亿kWh弃风弃光量;经济发展、人口规模、第二产业与第三产业发展、居民供暖等是内蒙古电力需求增长的主要驱动因素,当前工业发展对地区电力消费和可再生能源消纳的带动作用有待提升;内蒙古钢铁行业和电解铝行业通过采用电弧炉炼钢工艺、电解槽改造技术等方式,可以为电力系统提供巨大的负荷灵活性潜力。鉴于此,风、光资源密集地区应积极推动能源结构转型和产业结构电气化转型的协同机制,激励工业用户等市场主体提供负荷灵活性,鼓励最终消费端采用绿色清洁电力实现对传统化石能源的替代,进而有效促进可再生能源的消纳。

基于自然资源的沿海及高原地区光伏电站选址

近年来随着光伏发电的快速发展,可利用土地资源日益减少。为了更合理地利用沿海及高原地区的太阳能资源,提出基于地理信息系统(GIS)的综合考虑太阳辐射、土地类型、海拔、地表温度、坡度及坡向等自然资源的光伏电站选址方法。通过该方法实现对沿海及高原地区太阳能资源的高效利用及空间、属性数据的管理,为这些地区太阳能资源的开发和利用提供指导。

西秦岭山地农村生活能源建设与退耕还林的生态经济效益评价

在西秦岭山地使用太阳灶和沼气,生态经济效益显著。1户1台1.5m2太阳灶、1个8 m3沼气池每年所得到的热量等于773 kg标准煤,折合1 353 kg薪材,净收益为268元。一年内所替代的薪柴等于0.338 hm2有林地一年的生长量,可使0.042 275hm2有林地免遭砍伐。农户从退耕还林中得到的收益为平均每年465元,与种植粮食比较,这些收益主要是不再种粮后所节省的生产成本。退耕还林以扩大林木增量为目标,应作为中长期的战略,稳步实施。使用太阳灶和沼气以保护林木存量为目标,是巩固退耕还林成效的有力措施和生态建设的必要手段,应加大投入和建设力度。

云南太阳能资源及其在边远山区的开发利用

本文论述了云南太阳能资源及其分布特点，分析了农村能源现状和太阳能发展历史，根据云南山区面积占９４（，少数民族人口占１／３，并且有丰富的太阳能资源优势，率先提出把太阳能开发利用应用在扶贫事业上，取得了显著的社会效益，经济效益和环境效益，为解决边远山区的农村能源闯出一条新的路子。

拉萨地区太阳能资源变化特征分析及评估

利用线性回归分析法、10年滑动平均法和Mann-Kendall检验法,分析了拉萨地区太阳总辐射量和日照时数变化特征。拉萨地区太阳总辐射量呈现显著的下降趋势,一年中太阳总辐射量的分布呈现单峰型,5月最高,12月最低;年日照时数呈现微弱的下降趋势,各月日照时数差异不大,全年日照时数呈双峰型,10月日照时数最大,8月日照时数最小。对拉萨地区太阳能资源的分析和评估结果表明:拉萨地区多年平均年太阳总辐射量为7 473.3 MJ/m2,属于太阳能资源最丰富区;太阳能资源稳定程度指标为1.89,稳定程度高,且直接辐射占主导,有利于进行太阳能资源的开发利用。

山西各地区风光资源互补性研究

风光资源是可再生能源,研究其互补性对于风光互补发电系统研究有着重要的意义,但是二者在时间和空间上受气象条件影响较大。以山西省11市(县)一年各月平均风速实际数据分别对这11个地区风能资源储能情况进行分析,并结合气象学模型对这些地区水平面太阳辐射总量及最佳倾角进行理论计算,得到最佳倾角倾斜面上太阳辐射总量。然后将这些地区各月最佳倾角下倾斜面上太阳辐射总量与风能储能做互补性分析,并以山西清徐为例对风光互补发电系统进行了优化匹配分析。通过分析各地区风光资源在时间上的互补性和互补系统优化匹配设计,为山西地区风光互补发电系统开发利用提供了重要的理论依据。

苏北农村秸秆太阳能沼气循环利用技术研究

苏北农村秸秆资源丰富,秸秆沼气利用技术虽然十分成熟,但是由于农村劳动力结构随着城镇化的不断发展产生了根本变化,导致传统秸秆沼气项目在农村难以推广。在总结既有秸秆沼气利用技术问题基础上,因地制宜,创新性地提出了一种秸秆太阳能沼气循环利用技术,解决了冬季由于温度过低出现的产气不稳定问题。示范项目建成运营三年来,取得了明显的经济、社会和环境效益。

喀斯特地区太阳能资源评估研究进展

采用文献计量法分析1977-2019年太阳能资源评估研究文献的时间、研究区域和关键词,从资源计算、评估指标、资源区划3方面系统梳理太阳能资源评估的研究进展,分析喀斯特地区太阳能资源评估研究的不足之处,建议喀斯特地区建立和完善基础数据库、加强遥感卫星技术和人工神经网络模型在喀斯特地区太阳总辐射计算中的应用、构建喀斯特地区太阳能资源评估指标体系。

我国太阳能资源的生态区域

本文对我国太阳能资源的生态区域作了客观分析,提出了太阳能资源开发利用的气候学生态应用指标,对太阳能光电转换和光热转换利用分别作了实用区划,论述了各区能量的丰富程度和效益评价。

1961—2017年黄河源区日照时数变化趋势及影响因子分析

利用黄河源区7个气象站1961—2017年的日照时数、平均总云量、降水日数、相对湿度等地面气象观测资料,对近57年黄河源区日照时数的变化趋势及影响因子进行分析。发现黄河源区年日照时数的空间分布呈北多南少的特点,位于北部的玛多、兴海日照时数最多,而位于南部的久治、红原最少;各季节日照时数的空间分布特征与年日照时数相似。黄河源区日照时数的年际变化表现为兴海、红原的年日照时数呈下降趋势,下降趋势分别为-28.6 h/10 a、-18.4 h/10 a,其余各地均呈上升的趋势,玛多上升趋势最明显,为22.4 h/10 a。黄河源区日照时数的月际变化表现为明显的三峰二谷的特征,4、8、11月份为3个高值时段,6、9月份为2个低值时段,其中9月份日照时数为全年最低。周期分析结果表明:黄河源区日照时数的周期变化主要以2 a、4~6 a、10~13 a和22~30 a周期为主。源区日照时数和平均总云量、降水日数、相对湿度呈明显的负相关;空间分布上随总云量、降水日数、相对湿度自南向北的减少日照时数明显增多;日照时数与总云量的相关性最好,尤其季节总云量的变化对年日照时数的变化影响最敏感。源区总云量与日照时数在空间分布上恰好相反。降水日数、相对湿度的减少也是源区日照时数增加的一个重要原因。黄河源区太阳能资源丰富,且黄河源头—吉迈区间日照时数呈持续增加的趋势,有利于太阳能资源的开发和利用。

四川省光伏发电项目开发评估建议

对于四川省太阳能光资源,按照开发利用价值划分为三类,并对每个区域进行装机计算,给出四川省光伏发电项目开发评估建议。

青海居住建筑非平衡保温墙体内部冷凝分析

为准确分析太阳能资源丰富的青海地区居住建筑墙体构造界面冷凝结露情况,以冬至日不同朝向室外综合温度为室外计算温度,采用稳态热湿传递分层分析方法分别对青海平衡及非平衡保温设计下不同保温形式墙体构造界面进行冷凝结露研究。结果表明:平衡与非平衡保温墙体构造界面冷凝情况的主要区别在于前者南向内保温不出现界面冷凝,而后者反之。非平衡保温设计下,外保温最不易出现冷凝,内保温最易出现冷凝,南向墙体不易出现冷凝,北向墙体易出现冷凝,东、西向墙体冷凝风险介于南北向之间。青海东、西及北墙不宜采用内保温及夹芯保温,只适合外保温,南墙宜采用夹芯保温。该研究可为青海地区居住建筑围护结构防冷凝构造设计提供指导。