東營市太陽能資源評估分析

張洪衛，張立清，劉春蘭

(1.蘭州大學大氣科學學院，甘肅蘭州730000;2.山東省東營市氣象局，山東東營257091)

太陽能已經被國際公認為是未來最有競爭力的能源之一，太陽能資源具有取之不盡、用之不竭;不污染環境、不破壞生態;周而復始、可以再生;分布廣泛、使用方便;就地可取、不需運輸等特點，因此太陽能利用前景廣闊。目前世界各國十分重視太陽能資源的開發利用工作，可通過生物轉換、光熱轉換、光電轉換、光化學轉化等方式利用太陽能。為了加強東營市太陽能資源的高效利用，科學合理的應用開發利用太陽能資源，減少不可再生的化石類能源的利用，必須做好太陽能資源評估工作。準確評估區域內的太陽能資源，對于該區域內的太陽能資源開發利用具有較強的指導意義。

1 東營市太陽能資源

太陽能資源的多少一般以到達地面的太陽總輻射量來表示。太陽總輻射量與天文因子、物理因子、氣象因子等關系密切，在實際工作中通常利用半經驗、半理論的方法，建立各月太陽總輻射量與相關因子之間的經驗公式，計算各月太陽總輻射量，從而得到每年太陽能資源的數量。

為了更充分地開發和利用太陽能資源，根據太陽能資源中的一些主要指標進行太陽能資源進行的評估是十分必要的。表1列出了根據30年的觀測數據計算出的東營市逐月太陽能資源參數。

2 太陽能資源豐富程度評估

以太陽總輻射的年總量為指標，進行太陽能資源豐富程度評估。按文獻[1]的劃分，太陽能資源豐富程度等級見表2。

東營市的年平均太陽總輻射量為5 199 MJ·m－2，即1 441 kW·h·m－2，屬太陽能資源一般地區。主要是受大陸性季風性氣候影響，雨日較多，雨云產生遮擋作用，減少了太陽的直接輻射，另外，空氣中塵粒雜質稍多，空氣的吸收與散射作用增強，這樣大大減少了太陽到達地球表面輻射量，使東營市與同緯度內陸地區比較，太陽輻射量要小得多。

3 太陽能資源利用價值評估

一天中日照時數如小于6 h，其太陽能一般沒有利用價值。利用各月日照時數大于6 h的天數為指標，反映太陽能資源的利用價值。

東營市各月日照時數大于6 h的天數差別較大(表1)，4－8月較高，11月至次年2月較低，其中8月份日照時數最大，正是秋高氣爽的應照。7月份低于6月份與8月份，也正是東營市歷年的雨季的準確反應，也就是在夏秋，太陽能的可利用價值較高，冬季利用價值較低。冬季月太陽總輻射量與日照時數小于夏季，比較符合人們夏季用水量較大冬季用水量小的習慣，但對于全年均勻用能如太陽能照明、太陽能光電及集中冬季用能的太陽能采暖較為不利。根據歷年氣象統計資料東營市年平均日照時數為2 712.5 h，平均每天為大于7 h，說明東營市的太陽能具有可利用價值，但受各種天氣因素影響較大。

4 太陽能資源穩定程度評估

一年中各月日照時數大于6 h的天數最大值與最小值的比值，可以反映當地太陽能資源全年變幅的大小，比值越小說明太陽能資源全年變化越穩定，就越利于太陽能資源的利用。此外，最大值與最小值出現的季節也反映了太陽能資源的一種特征。

根據歷年統計資料，最大值與最小值的比值為21/14，說明東營市太陽能資源全年輻射量變化不大，而且總輻射量并不小，應以全年總輻照量為主要利用依據，在要求不是太嚴格的地方，可適當降低使用要求，在要求嚴格的地方，需考慮輔助加熱措施。

東營市屬暖溫帶大陸性季風氣候，年氣溫波動不大，歷史極端最低氣溫僅－18.1℃，在做好保溫的情況下，一般不用考慮防凍輔助加熱。

5 太陽能資源日最佳利用時段評估

利用太陽能日變化的特征作為指標，評估太陽能資源日變化規律。以當地正太陽時9:00－10:00的年平均日照時數作為上午日照情況的代表，以正太陽時11:00－13:00時的年平均日照時數作為中午日照情況的代表，以正太陽時14:00－15:00的年平均日照時數作為下午日照情況的代表。哪一段時期的年平均日照時數長，則表示該段時間是一天中最有利太陽能資源利用的時段。對東營市太陽能分時輻射量統計結果如表3。由表3可知東營市正午11:00－13:00的平均日照時數最長，即一天中最有利太陽能資源利用的時段是中午。

表3 東營市太陽能分時輻射量

6 小結

東營市屬我國沿海城市，位于黃河三角洲地區，為太陽能資源一般的三類地區，接近資源較豐富的二類地區。但地處沿海，受季風性氣候影響，空氣中水汽含量較高，容易形成云和霧，影響太陽輻射。東營市的太陽能資源相對較穩定，在太陽能利用方面應考慮太陽能在少數年份不穩定性所產生的問題。統計計算結果顯示，11:00－13:00時的太陽能的平均輻射強度與輻射時間都是一天內最強的時段，因此最佳利用時間是11:00－13:00。

[1]中國氣象局.太陽能資源評估方法[M].北京.氣象出版社，2008.