太阳能真空集热管热损分析与试验研究

基于热平衡法提出了一种动态热平衡热损计算方法,并进行了验证,同时分析了环境温度、进口温度、流量对真空集热管热损的影响。结果表明,热损随着环境温度的降低、进口熔盐温度的升高和熔盐质量流量的降低而增大;当辐照强度在700 W/m2以上时,真空集热管获得的热量大于热损并能稳定工作,说明槽式光热电站在东南沿海等太阳能资源相对不足的地区有一定的适用性。

太阳辐射对直升机整机红外辐射特性影响的数值研究

太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用,从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型,综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热,耦合直升机前飞来流、旋翼下洗气流、尾桨气流,以时刻、季节、直升机朝向为变量,计算分析太阳辐射对直升机8~14μm波段红外辐射特性的作用规律。计算结果表明:夏季正午太阳直射可使机身向阳面整体升温20 K以上,局部最高可达25 K。直升机向阳面机身蒙皮8~14μm波段红外辐射强度在全天变化趋势呈山峰状,其峰值出现在12点前后。越靠近机身顶部向阳面,太阳辐射对8~14μm波段红外辐射强度增强作用越显著,最高可达25%。以冬季为基准,秋分、春分、夏至时的整机红外辐射分别增加7%、11%、21%左右。除夏季外,其他季节的机身两侧8~14μm波段红外辐射强度分布都呈现不对称性,春、秋两季两侧相差在5%左右,冬季在6.5%左右。整体上,夏季上午10点的太阳辐射对不同飞行方向的直升机8~14μm波段红外辐射强度分布影响较小。

河西走廊东部太阳总辐射时空分布特征

利用河西走廊东部及周边11个国家自动气象站历年气象观测资料,采用线性倾向分析、MannKendall突变检验分析、基于地面观测资料的统计反演、遥感图像处理软件(ENVI5.2)空间统计分析等方法,分析了总辐射的时空变化特征。结果表明:走廊东部太阳能资源储量丰富且较稳定,年总辐射量在5414.19~6500.36 MJ/m^(2),平均为5947.5 MJ/m^(2),属于太阳能资源较丰富带。总辐射夏季>春季>秋季>冬季。1959—2020年走廊东部总辐射总体呈增加趋势。1959—1989年呈减少趋势,1989年发生突变后呈持续增加趋势,变化趋势与全球和全国大部分区域先“变暗”后“变亮”的过程较为一致。总辐射上、下游呈增加趋势,中游呈减小趋势。春、冬季均为增加趋势,夏、秋季均为减小趋势。总辐射月、日变化呈单峰型,4—8月占全年的55%。2—5月呈增加趋势,8—10月呈减小趋势,年、季、月增幅均为下游最大。总辐射日变化峰值出现在正午12:00—13:00时,10:00—15:00时占日总辐射的73%。总辐射空间分布与纬度、海拔高度有关,北部多、南部少,川区多、山区少。

湖北省1981-2020年太阳总辐射的气候学估算及其时空变化特征分析

利用湖北省境内17个气象观测站1981—2020年的日照时数资料和其中2个拥有长序列数据的太阳辐射观测站同时段的太阳总辐射资料,采用气候学经验公式法推算得到其他15个无长序列数据的太阳辐射观测站逐年各月太阳总辐射的历史序列,然后对湖北省内太阳总辐射的时空变化特征进行分析研究。研究结果表明:1)湖北省年太阳总辐射量随年际的变化呈下降趋势,并在2007年左右发生突变。2)夏季、秋季和冬季的太阳总辐射量随年际的变化均呈下降趋势,而春季呈上升趋势;其中,秋季的太阳总辐射量在2011年左右发生突变。3)月平均太阳总辐射量随月份变化呈单峰分布,在7月达到最大。4)太阳总辐射量的高值区主要分布在鄂西北、鄂东北、鄂东南和江汉平原地区,而鄂西南地区相对较少。该研究对于了解湖北省内气候的形成及进行太阳能资源的合理开发利用具有重要意义。

广东省太阳总辐射的气候学计算及其分布特征

通过对国内外太阳总辐射气候学计算方法的分析对比,确定Q=Q0(a+bs)为广东省最佳计算公式。根据广州、汕头1961年～2002年历年各月的总辐射和日照百分率,采用最小二乘法拟合出公式中各月的经验系数,并计算了全省各地的月太阳总辐射。结果表明,除雷州半岛的徐闻和雷州以外,全省其他地区太阳总辐射年变化都表现为单峰型,7月最大,2月最小,而雷州半岛的徐闻和雷州表现为双峰型,7月和5月为两个高值,6月为一相对低值。全省年太阳总辐射在3758 8MJ·m-2～5273MJ·m-2之间,东部、沿海多,北部、西部少,其中年总辐射最大值出现在粤东的南澳,其值高达5273MJ·m-2,最低值出现在粤北的连山,年太阳总辐射只有3758 8MJ·m-2。

太湖无锡地区太阳总辐射的气候学计算及特征分析

为了便于研究水气界面辐射传输、水下光辐照度以及湖泊储热量 ,探讨太湖地区总辐射概况及其变化。文章在概述当前太阳总辐射气候学计算的主要方法及公式基础上 ,采用最小二乘法 ,利用上海、南京、杭州 3站 1 961～ 2 0 0 0年共 40年的历史资料 ,确定各站的经验系数 ,然后内插求出太湖无锡地区的经验系数。由此推导出太湖无锡地区太阳总辐射的气候学计算公式 ,并利用无锡站日照百分率资料求算出近 40年到达地面的太阳实际总辐射。然后利用太湖站 1 998年的太阳总辐射实测资料检验其公式精度 ,确定公式的可信度。最后对计算值进行分析 ,阐述了近 40年来太湖无锡地区太阳总辐射的变化特征及其原因。研究结果表明 :无锡地区太阳总辐射呈下降趋势 ,而这种下降主要是由于大气中悬浮物增加所致 ;总辐射年内变化趋势基本上与天文辐射相吻合 ,但又存在差异 ,这主要与梅雨的存在有关。

新疆太阳总辐射资料的均一性检验与气候学估算式的再探讨

参照新疆105个气象台站"元数据",在对12个辐射站逐月日照百分率与月总辐射资料序列进行质量控制检验的基础上,对无效值与缺测值进行了插补订正,继而以Potter非均一性客观检验方法对资料序列进行了非均一性检测,同时以SNTH方法对产生间断的序列进行了相应的非均一化订正。在均一化的月总辐射与月日照百分率资料序列基础上,探讨了利用辐射气候学估算总辐射的最佳方案及其系数的空间差异与年变化特征。结果表明:(1)月日照百分率序列仅乌鲁木齐与伊宁站有间断现象,而月辐射资料序列间断的有乌鲁木齐、伊宁、阿勒泰、哈密、和田站,且并非都与日照百分率序列同步间断。其中,和田、阿勒泰站月辐射资料序列非均一化现象最严重;(2)月辐射序列的间断大多出现在冬半年,这可能与冬季空中气溶胶含量的突然增加有关;(3)在利用辐射气候学估算式Q=Q0(a+bS)对新疆总辐射进行估算时,采用"单站单月式"效果最佳,单站平均绝对误差为3%～8%,系数a、b具有明显的空间分布特征与季节变化特征。除伊宁站外,两者还具有显著且稳定的互补关系;(4)新疆的年总辐射分布特征为自东向西、自南向北依次递减,天山山区为低值中心。秋季纬向特征最明显,冬季次之,春季转为经向,夏季多呈"涡状",且南北疆两大盆地辐射差异小。

辽宁省太阳辐射的计算方法及其分布特征

利用东北地区 9个辐射台站 1 96 1年～ 1 980年的辐射资料 ,检验、比较了国内常用的总辐射和光合有效辐射计算方法的误差和精度。结果表明 :采用多因子综合法计算总辐射的通用公式 ,其月值和年值的平均相对误差分别为 4 0 %和 3 7% ,复相关系数为 0 990和 0 787,分别达到 0 0 1和 0 0 5显著水准 ,明显优于其他方法。可用于东北各地的总辐射计算 ;周允华等人建立的总辐射PAR系数经验公式 ,较好地反映了该系数的季节变化及其影响因素 ,与国内外的研究结果极为接近。选择上述适合于辽宁省的辐射计算方法 ,利用 1 96 1年～ 1 990年有关气候资料 ,计算了辽宁省各地的总辐射和光合有效辐射资源 ,并分析其时空分布特征。

考虑太阳辐射作用的砌体结构温度场

为探讨砌体结构的温度裂缝机理 ,对砌体结构的温度场进行了研究 .由通用有限元软件 SAP AL OGOR的稳态温度场计算结果得出砌体结构的温度分布规律 ,提出了简化的计算方法 ,即对墙体和屋面分别按独立的一维问题进行计算 .推导了一维瞬态温度场的隐式差分公式 ,取消了时间步长和空间步长的相互约束 .编制了程序进行计算 ,所得墙体计算结果与实测资料相吻合 ,表明该计算方法是简洁可行的 ;同时 ,利用该方法可为砌体结构的温度应力计算提供可靠的温度参数 .

西大滩地区光合有效辐射的基本特征

利用青藏高原多年冻土北界西大滩地区2005年度的辐射及气象观测资料,分析探讨了该地区光合有效辐射（PAR）的基本特征.结果显示：PAR日变化与总辐射（Q）日变化趋势一致,表现为中午大,早晚小;晴天的日变化曲线呈单峰型,变化相对比较平滑,阴天的日变化曲线不稳定,晴天的PAR大于阴天日.PAR具有明显的季节变化特征,表现为春夏季大,秋季次之,冬季最小,最大值出现在5月,最小值出现在12月.光合有效辐射系数ηQ值阴天大,晴天小;ηQ的日变化是中午小,早晚大,年变化呈双峰型,在1.75~1.96 mol.MJ-1之间变化,年平均值为1.88 mol.MJ-1.最后,提出了适合本地区PAR的气候学计算方法.

日太阳总辐射推算模型

为了推算广大无辐射观测地区的日太阳总辐射,需要根据有辐射观测地区的资料建立日太阳总辐射的推算模型。本文在深入了解国内太阳辐射观测与国内外太阳总辐射推算方法的基础上,设计了利用日照百分率、降水量与大气可降水量、温度日较差等因子推算日太阳总辐射的模型,选取武汉、宜昌、郑州2005年全年无加盖的、真实可信的太阳总辐射资料为样本序列,根据最小二乘法分别求出有日照和无日照两种情况下的模型参数,并对2005年进行了回代检验和2006年1-8月时段的独立样本检验。结果表明:模型推算序列与实际值序列的相关性均达到极显著程度,对2005-2006年8月推算的平均绝对误差和相对误差分别为1.31M J.m-2.d-1和9.5%,精度高,可以用于无辐射观测地区的日太阳总辐射的推算。

重庆地区太阳总辐射的气候学计算方法研究

根据重庆市沙坪坝日射站1988-2007年逐日太阳总辐射、日照百分率、低云量和水汽压等资料,采用常规统计方法分析了重庆市地面总辐射的时间变化;由太阳总辐射气候学计算原理,采用线性回归方法建立月总辐射计算公式;通过相关系数检验和回归误差分析,确定了适用于重庆地区太阳总辐射月总量的气候学推算公式;进而根据所得推算公式分别计算了各站点逐月太阳总辐射总量,分析了重庆地区四季和年太阳总辐射的空间分布特征.结果表明:日照百分率的单因子线性拟合整体效果较好,但冬季月份拟合误差较大;采用日照百分率和低云量的双因子拟合,使得冬季月份的拟合误差明显减小,显著提高了整体拟合效果.分析认为,日照百分率是重庆地区地面总辐射的主要影响因子,冬季雾日数和低云量对地面总辐射具有重要影响.重庆太阳总辐射有逐年增大的趋势,与该地区实际日照时数逐年增大而低云量逐年减少等因素有关.四季及全年太阳总辐射的区域分布以重庆地区东北部最高,东南部和西部边缘一带为低值区.

基于风险和条件风险方法的光伏电站并网极限容量计算

大规模光伏电站并网会影响电网的安全稳定运行,因此其并网极限容量受到限制。提出了风险和条件风险的随机性优化方法,建立了并网光伏电站极限容量计算的条件风险随机优化模型,该模型以光伏电站并网极限容量为优化目标,同时考虑了极端情况的影响。为了解决条件风险函数直接计算困难的问题,采用蒙特卡罗模拟和解析法将条件风险函数变换和离散化。仿真结果表明,该模型适用于考虑了光照强度随机变化情况下的并网光伏电站极限容量的计算,计算量小,准确性较高。

内蒙古自治区太阳总辐射的气候学计算及其时空分布特征

通过对比分析国内外太阳总辐射的气候学计算方法,给出内蒙古自治区太阳总辐射最佳计算公式。根据内蒙古自治区及周边地区24个太阳辐射观测站历年各月的总辐射和日照百分率,采用最小二乘法拟合出公式中的经验系数,并在分区基础上通过内插将a、b系数推广到内蒙古自治区108个气象站点上,从而建立了内蒙古自治区太阳总辐射计算模型。结果表明:内蒙古自治区太阳总辐射年际变化总体呈下降趋势,但不显著,而且不同区域的减小速率差异明显。年变化则表现为单峰型变化趋势,以5月辐射量最大,6月和7月次之,12月最小。全年和各月总辐射的空间分布形态一致,总的分布趋势由东北向西南逐渐递增。全区年总辐射为4633—6616 MJ·m-2之间,太阳能资源丰富程度均在丰富级别以上,而且大部分地区属于资源最丰富区和很丰富区,太阳能开发利用潜力巨大。

近50年安徽省太阳总辐射的时空变化特征

采用1961—2010年安徽省辐射观测数据和常规气象要素观测资料,建立了太阳总辐射的气候学计算方法;进而推算了安徽省各地太阳总辐射,并采用趋势分析、突变检验和小波分析等方法研究了其时空变化特征。结果表明:以理论天文辐射为起始值所建立的全省统一公式,能够较好的拟合安徽省月尺度的太阳总辐射值。根据公式推算的安徽省各地太阳总辐射资源的丰富程度以3级为主,空间分布呈北多南少的特征,季节分布为夏多冬少单峰型,但在梅雨期存在波谷。近50年来安徽省各地太阳总辐射量基本呈一致的减少趋势,全省平均下降趋势为每10年减少0.31 MJ·m-2·d-1,近年来辐射下降趋缓。安徽省太阳总辐射在20世纪80年代初存在一次突变现象;近50年总辐射量以准10年和4~6年左右周期振荡较为明显,而20世纪80年代以来年代际振荡信号减弱,并且太阳总辐射气候态以偏少为主。

云南省太阳紫外辐射研究

文章根据气候学和统计计算方法提出云南省太阳紫外辐射的计算方法。再结合云南省过去三十年的气象实测资料 ,对云南省的部分地区分别计算了它们的太阳紫外辐射量 ,并对其变化规律进行了研究 ,结果表明云南省太阳紫外辐射具有干、湿季的特征。

西北地区太阳总辐射的气候学计算及分布特征

利用西北地区1960~2009年25个日射站观测资料和163个常规气象站日照百分率资料,建立用日照百分率拟合太阳总辐射的估算式,对西北地区太阳总辐射量进行拟合计算,并探讨其空间分布规律。结果表明,西北地区1960~2009年太阳总辐射年总量整体呈中间高、两边低的空间分布特征。高值区位于青海柴达木盆地地区以及新疆东部和甘肃西部的青、新、甘三省交界地区,最大值在青海格尔木。2个低值区分别位于陕西和甘肃南部的秦岭以南地区以及新疆天山地区,最小值在陕西安康。从各月的空间分布情况看,各月西北地区中部的高值区和西部的低值区位置有较大变化,特别是中部的高值区具有明显的北移南撤的变化特征;东部的低值区位置无明显变化。

竖直墙面不同方位上太阳辐射量的计算分析

在太阳能的开发利用中，竖直墙面单位面积接收的太阳辐射量是个重要的基本参数，本文采用计算机编程的方法，来模拟计算此参数．算结果显示：在昆明，墙面方位角为±45°时，竖直墙面接收到的太阳辐射量最大．当方位角在-45°～45°之间变化时，竖直墙面单位面积上全年接收到的太阳辐射量在3．99×10^3MJ／（m^2·a）～4．04×10^3MJ／（m^2·a）之间变化；当方位角大于45。以后竖直墙面单位面积上全年接收到的太阳辐射量逐渐下降，最少为3．69×10^3MJ／（m^2·a）．

福建省太阳总辐射计算方法及时空分布

根据福州1971—2008年、建瓯1992—2008年、广州1991—2008年、汕头1991—2008年、南昌1991—2008年、赣州1991—2008年共6站历年各月太阳总辐射和日照百分率,采用最小二乘法拟合出各地太阳总辐射的计算公式:Q=Q0(a+bs),通过精度对比,确定了福州模式为适用于福建的计算公式,推算出福建各地逐月、季、年太阳总辐射,利用GIS绘制得各季及年太阳总辐射空间分布图,分析福建太阳总辐射时空分布特征,结果表明:福建省太阳总辐射季节及年分布总体趋势是从福建的东南部沿海向西北部减少;季节平均每月太阳总辐射从大到小顺序排列为夏季、春季(秋季)、冬季。