范文中国网后台-模板-公共模板变量-头部模板-自定义右侧文字

首页 > 国学 / 正文

我国太阳能资源分布

2017-06-07 17:40:02 国学 0 评论
中国太阳能资源分布

中国气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据又重新计算了中国太阳能资源分布。 太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年曝辐射量的大小,可将中国划分为4个太阳能资源带,如图所示。

这4个太阳能资源带的年曝辐射量指标:

Ⅰ资源丰富带 6700MJ(m2.a)*

Ⅱ资源较富带 5400-6700MJ/(m2.a)

Ⅲ资源一般带 4200-5400MJ/(m2.a)

Ⅳ资源贫乏带< 4200MJ/(m2.a)

20世纪80年代中国的科研人员根据各地接受太阳总辐射量的多少,将全国划分为如下5类地区:

(1)一类地区

全年日照时数为3200~3300h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为6680~8400M],相当于225~285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部等地。是中国太阳能资源最丰富的地区。

(2)二类地区

全年日照时数为3000~3200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳能辐射总量为5852~6680 M],相当于200~225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。为中国太阳能资源较丰富区。

(3)三类地区

全年日照时数为2200~3OOOh。在每平方米面积上一年接受的太阳辐射总量为5016~5852M] ,相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东东南部、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、天津、北京和台湾西南部等地。为中国太阳能资源的中等类型区。

(4)四类地区

全年日照时数为1400~2200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为

4190~5016

MJ,相当于140~170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资源较差地区。

(5)五类地区

全年日照时数为1000~1400h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为3344~4190 MJ,相当于115~140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州、重庆等地。此区是中国太阳能资源最少的地区。

从两次测得的数据来看,我发现80年代到世纪末仅仅十几年我国的太阳能资源由原来的5个分区变为现在的4个分区,而且每个分区的辐射值均有降低现象。从太阳本体发射出的太阳辐射是不会减少的,造成太阳辐射量减少是因为我们的大气质量在逐渐减少,环境质量在逐渐降低。可见我们的太阳能事业还需继续发展来缓解地球的环境危机!

中国太阳能资源分布图

中国太阳能资源分布图

来源:中国幕墙网收集整理作者:吴海涛日期:2010-9-20

中国的疆界,南从北纬4。附近西沙群岛的曾母暗沙以南起,北到北纬53°31黑龙江省漠河以北的黑龙江心,西自东经73°40附近的帕米尔高原起,东到东经135°05的黑龙江和乌苏里江的汇流处,土地辽阔,幅员广大。中国的国土面积,从南到北,自西至东,距离都在5000km以上,总面积达960万平方公里,为世界陆地总面积的7%,居世界第3位。在中国广阔富饶的土地上,有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射总量为3340r-J8400MJ/m2,中值为5852MJ/m2。从中国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大,这里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。例如人们称为

中国太阳能资源分布的主要特点有:

①太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°~35。这一带,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心;

②太阳年辐射总量,西部地区高于东部地区,而且除西藏和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部;

③由于南方多数地区云多雨多,在北纬300~40。地区,太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反,太阳能不是随着纬度的增加而减少,而是随着纬度的升高而增长。

为了按照各地不同条件更好地利用太阳能,20世纪80年代中国的科研人员根据各地接受太阳总辐射量的多少,将全国划分为如下5类地区。

(1)一类地区

全年日照时数为3200~3300h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为6680~8400M],相当于225~285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部等地。是中国太阳能资源最丰富的地区,与印度和巴基斯坦北部的太阳能资源相当。尤以西藏西部的太阳能资源最为丰富,全年日照时数达2900~3400h,年辐射总量高达7000~8000M]/m2,仅次于撒哈拉大沙漠,居世界第2位。

(2)二类地区

全年日照时数为3000~3200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳能辐射总量为5852~6680M],相当于200~225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、

甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。为中国太阳能资源较丰富区。相当于印度尼西亚的雅加达一带。

(3)三类地区

全年日照时数为2200~3OOOh。在每平方米面积上一年接受的太阳辐射总量为5016~5852M],相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东东南部、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、天津、北京和台湾西南部等地。为中国太阳能资源的中等类型区。相当于美国的华盛顿地区。

(4)四类地区

全年日照时数为1400~2200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为4190~5016MJ,相当于140~170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资源较差地区。相当于意大利的米兰地区。

(5)五类地区

全年日照时数为1000,-.....,1400h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为3344,-.....,4190MJ,相当于115,-.....,140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州、重庆等地。此区是中国太阳能资源最少的地区。相当于欧洲的大部分地区。

一、二、三类地区,年日照时数大于2200h,太阳年辐射总量高于5016MJ/m2,是中国太阳能资源丰富或较丰富的地区,面积较大,约占全国总面积的2/3以上,具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区,虽然太阳能资源条件较差,但是也有一定的利用价值,其中有的地方是有可能开发利用的。总之,从全国来看,中国是太阳能资源相当丰富的国家,具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件,只要我们扎扎实实地努力工作,太阳能利用事业在我国是有着广阔的发展前景的。

中国的太阳能资源与同纬度的其他国家相比,除四川盆地和与其毗邻的地区外,绝大多数地区的太阳能资源相当丰富,和美国类似,比日本、欧洲条件优越得多,特别是青藏高原的西部和东南部的太阳能资源尤为丰富,接近世界上最著名的撒哈拉大沙漠。

太阳能资源的研究计算工作,不能做一次即可一劳永逸。近些年的研究发现,随着大气污染的加重,各地的太阳辐射量呈下降趋势。上述中国太阳能资源分布,主要是依据20世纪80年代以前的数据计算得出的,因此其代表性已有所降低。为此,中国气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据又重新计算了中国太阳能资源分布。

太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年曝辐射量的大小,可将中国划分为4个太阳能资源、带,如图2-4所示。这4个太阳能资源带的年曝辐射量指标,如表2-1所列。

Ⅰ资源丰富带6700MJ(m2.a)*

Ⅱ资源较富带5400-6700MJ/(m2.a) Ⅲ资源一般带4200-5400MJ/(m2.a) Ⅳ资源贫乏带<4200MJ/(m2.a) *MJ/(m2.a)-兆焦/(平方米.年).

中国太阳能资源分布表(分5类地区)

中国太阳能资源分布表

一类地区===全年日照时数为3200~330O小时,辐射量在670~837x104kJ/cm2•a。相当于225~285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区,与印度和巴基斯坦北部的太阳能资源相当。特别是西藏,地势高,太阳光的透明度也好,太阳辐射总量最高值达921kJ/cm2•a,仅次于撒哈拉大沙漠,居世界第二位,其中拉萨是世界著名的阳光城。

二类地区===全年日照时数为3000~3200小时,辐射量在586~670x104kJ/cm2•a,相当于200~225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。

三类地区===全年日照时数为2200~3000小时,辐射量在502~586x104kJ/cm2•a,相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。

四类地区===全年日照时数为1400~2200小时,辐射量在419~502x104kJ/cm2•a。相当于140~170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、 浙江和广东的一部分地区,春夏多阴雨,秋冬季太阳能资源还可以。

五类地区===全年日照时数约1000~1400小时,辐射量在335~419x104kJ/cm2•a。相当于115~140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。

一、二、三类地区,年日照时数大于2000h,辐射总量高于586kJ/cm2•a,是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区,面积较大,约占全国总面积的2/3以上,具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差,但仍有一定的利用价值。

全国太阳能资源分布表

类型

1 西藏西部

青海西部

西藏东南部

2 青海东部

甘肃中部

山西北部

新疆北部

山西南部

3 河北东南部

河南 吉林

广东南部

江苏北部

湖南 广西

浙江 湖北

4 广东北部

江苏南部

黑龙江 5

四川 地区 新疆东南部 甘肃西部 新疆南部 宁夏南部 内蒙古 河北西北部 甘肃东南部 陕西北部 山东 辽宁 云南 福建南部 安徽北部 江西 福建北部 陕西南部 安徽南部 贵州 年日照时数 3200-3300 年辐射总量 千卡/cm2 160-220 3000-3200 140-160 2200-3000 120-140 1400-2200 100-120 1000-1400 80-100

我国的太阳能资源按日照时间、年辐射总量大小,大致分为五类地区,如上表统计。从总体来看,我国太阳辐射能分布大体上从东南向西北递增,西藏地区的太阳年日照时数和年辐射总量为全国最大,属世界太阳能资源丰富地区之一。

除了西藏和新疆以外,我国低纬度地区的太阳辐射资源比高纬度地区的太阳辐射资源少,因为我国东南部沿海地区主要受潮湿海洋性气候的影响,云量大降雨多,从而使地面接受太阳辐射年总量相应地减少,而我国西北部由于受到干旱大陆性气候影响,晴天多雨量少,地面接受太阳辐射年总量比较大。

世界太阳能资源分布

世界太阳能资源分布

太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x1023kW的辐射值,其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收。47%到达地球表面,其功率为800000亿kW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。

全球人类目前每年能源消费的总和只相当于太阳在40分钟内照射到地球表面的能量。 国际太阳能资源分布

根据国际太阳能热利用区域分类,全世界太阳能辐射强度和日照时间最佳的区域包括北非、中东地区、美国西南部和墨西哥、南欧、澳大利亚、南非、南美洲东、西海岸和中国西部地区等。根据德国航空航天技术中心(DLR)的推荐,不同地区太阳能热发电技术和经济潜能数据及其技术潜能基于太阳年辐照量测量值大于6480MJ/m,经济潜能基于太阳年辐照量测量值大于7200MJ/m。

北非地区是世界太阳能辐照最强烈的地区之一。

摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯、利比亚和埃及太阳能热发电潜能很大。阿尔及利亚的太阳年辐照总量9720MJ/m,技术开发量每年约169440TW·h。摩洛哥的太阳年辐照总量9360MJ/m,技术开发量每年约20151TW·h。埃及的太阳年辐照总量10080MJ/m,技术开发量每年约73656TW·h。太阳年辐照总量大于8280MJ/m的国家还有突尼斯、利比亚等国。阿尔及利亚有2381.7km的陆地区域,其沿海地区太阳年辐照总量为6120MJ/m,高地和撒哈拉地区太阳年辐照总量为6840~9540MJ/m,全国总土地的82%适用于太阳能热发电站的建设。 222222222

世界太阳能资源分布图

南欧的太阳年辐照总量超过7200MJ/m。

这些国家包括葡萄牙、西班牙、意大利、希腊和土耳其等。西班牙太阳年辐照总量为8100MJ/m,技术开发量每年约1646TW·h。意大利太阳年辐照总量为7200MJ/m,技术开发量每年约88TW·h。希腊太阳年辐照总量为6840MJ/m,技术开发量每年约44TW·h。葡萄牙太阳年辐照总量为7560MJ/m,技术开发量每年约436TW·h。土耳其的技术开发量每年约400TW·h。西班牙的南方地区是最适合于建设太阳能能热发电站地区之一,该国也是太阳能热发电技术水平最高、太阳能热发电站建设最多的国家之一。

中东几乎所有地区的太阳能辐射能量都非常高。

以色列、约旦和沙特阿拉伯等国的太阳年辐照总量8640MJ/m。阿联酋的太阳年辐照总量为7920MJ/m,技术开发量每年约2708TW·h。以色列的太阳年辐照总量为8640MJ/m,技术开发量每年约318TW·h。伊朗的太阳年辐照总量为7920MJ/m,技术开发量每年约20PW·h。222222222

约旦的太阳年辐照总量约9720MJ/m,技术开发量每年约6434TW·h。以色列的总陆地区域是20330km;Negev沙漠覆盖了全国土地的一半,也是太阳能利用的最佳地区之一,以色列的太阳能热利用技术处于世界最高水平之列。我国第1座70KW太阳能塔式热发电站就是利用以色列技术建设的。

美国也是世界太阳能资源最丰富的地区之一。

根据美国239个观测站1961—1990年30年的统计数据,全国一类地区太阳年辐照总量为9198~10512MJ/m,一类地区包括亚利桑那和新墨西哥州的全部,加利福尼亚、内华达、犹他、科罗拉多和得克莎斯州的南部,占总面积的9.36%。二类地区太阳年辐照总量为7884~9198MJ/m,除了包括一类地区所列州的其余部分外,还包括犹他、怀俄明、堪萨斯、俄克拉荷马、佛罗里达、佐治亚和南卡罗来纳州等,占总面积的35.67%。三类地区太阳年辐照总量为6570~7884MJ/m,包括美国北部和东部大部分地区,占总面积的41.81%。四类地区太阳年辐照总量为5256~6570MJ/m,包括阿拉斯加州大部地区,占总面积的9.94%。五类地区太阳年辐照总量为3942~5256MJ/m,仅包括阿拉斯加州最北端的少部地区,占总面积的3.22%。美国的外岛如夏威夷等均属于二类地区。美国的西南部地区全年平均温度较高,有一定的水源,冬季没有严寒,虽属丘陵山地区,但地势平坦的区域也很多,只要避开大风地区,是非常好的太阳能热发电地区。

澳大利亚的太阳能资源也很丰富。

全国一类地区太阳年辐照总量7621~8672MJ/m,主要在澳大利亚北部地区,占总面积的54.18%。二类地区太阳年辐照总量6570~7621MJ/m,包括澳大利亚中部,占全国面积的35.44%。三类地区太阳年辐照总量5389~6570MJ/m,在澳大利亚南部地区,占全国面积的

7.9%。太阳年辐照总量低于6570MJ/m的四类地区仅占2.48%。澳大利亚中部的广大地区人烟稀少,土地荒漠,适合于大规模的太阳能开发利用,最近,澳大利亚国内也提出了大规模22222222222

太阳能开发利用的投资计划,以增加可再生能源的利用率。

太阳能热发电发展规模动态

大规模的太阳能热发电应用始于美国的加州,而新开发地区大部分在南欧、北非和中东地区,这些地区具有丰富的太阳能辐射资源,便宜的土地和电量需求。

根据国际太阳能工业联合会的资料,全球太阳能热发电已投入商业运营的有500MW,在建项目1200MW,已经签订PPT购电协议的3200MW。截止到2009年3月,美国太阳能热发电已经投入商业运行的有419MW,全部为槽式太阳能热发电站系统。已列入计划(部分正在建设中)的机组容量6090MW,其中:太阳能塔式发电1845MW,占30.3%;碟式发电2114MW,占34.7%;槽式发电2114MW,占34.7%;其他形式的热发电380MW,占3.6%。

欧洲太阳能热发电项目列表

注:括号内数字为蓄热小时数。

北非及中东地区太阳能热发电项目

美国太阳能热发电投运项目

美国太阳能热发电在建项目

从1985年始,美国在加州沙漠地区相继建成了9座太阳能槽式热发电站,总容量达354MW,年发电量近1.1GW·h,电站系统效率为11.5%~13.6%。

美国的内华达太阳1电站是国际上具有代表性的槽式系统,镜场面积35.7万m,装机容量64MW,蓄热系统容量约为额定输出负荷连续发电30min,年发电量0.13GW·h。真空吸热管分别由以色列的Solel公司提供30%和德国的Schott公司提供70%,槽式反射镜由德国的Flabeg公司提供。汽轮机采用了西门子70MW再热式汽轮机,由瑞典生产。该电站距拉斯维加斯约40km。

西班牙的PS10电站是目前国际上具有代表性塔式系统,它以水为工质,机组单机容量11MW,统效率15.4%,吸热器每小时产生250℃/4MPa饱和蒸汽,蒸汽量100t/h,通过汽轮发电机组发凝汽器背压0.06MPa。凝结水经回热系统除氧加热。蓄热系统容量为20MW·h,系统由4个水组成,在中午太阳辐射能充足时,吸热器生产的一分250℃/4MPa的蒸汽被储存在蓄热系统中。需时通过压力降到2MPa后,产生饱和蒸汽进入汽机,维持50%负荷连续发电50min。吸热塔设计度115m,塔身在高度30m处提供300mm处接近料封区的床层流速偏大的现象得到了一定遏制,其他床层的流场变化不大,说明进气室流场的优化对浅床层流场分布起到了一定的作用,而对较深床层的影响很小。根据气-固反应理论,可将错流移动床层在床深方向视为由粗脱区和精脱区组成,粗脱区由于气相反应物浓度较高,气-固反应速率快,气相反应物浓度沿床深快速下降,粗脱区流场分布至关重要,而进气室流场的均布为#2

粗脱区流场均布提供了保障,因此,优化进气室流场对于粗脱区反应非常必要。

山西太阳能资源分布特点

山西太阳能资源分布特点

山西省南北长约 550km,东西宽约 290km,属于黄土高原的一部分,境内 海拔多在 1000m 左右。地形复杂,山区丘陵占全省总面积的 86%,地处中纬 度大陆性季风气候 区,日照时间长,总辐射量较多。 全省年日照数在 2200-10000h 之间,年日照百分率为 51.67%。其中绝大部 门地区 全年日照数在 2600h 以上,有约 1/3 的地区在 2800h 以上,属于日照 充足的地区。一 年中,以 5、 6 月份为最多,北部地区月平均日照时数达 270 -290 小时,南部地区一 般也达 2100-260 小时。 11 月份,山西省大部分地 区日照时数最少,一般都在 200 小 时以内。 7、 8 月份正值雨季,云量较多, 日照时数相对减少。 全省年总辐射量介于 5020-6110MJ/m2,平均在 5440 MJ/m2以上。在每平方 厘米面积上一年内接受的太阳辐射能总量平均为 1100 万千卡,相当于 186kg 标准煤 燃烧所发出的热量。虽不及西藏、新疆、青海、甘肃等地,但高于同纬 度的河北、 北京、 东北和山西以南各省市, 是我国太阳能资源较丰富的地区之一。 由于省内地形复杂,年总辐射量的等值线不规则,其分布特点是由南向北逐 渐增 加,总辐射最高的地方是北部的左云县为 6130 MJ/m2,右玉、五寨次之 为5980 MJ/m2,南部的垣曲最低为 4840 MJ/m2。吕梁地区

的方山县以至左云、右 玉一带 和五台山及其西北部的繁峙、应县的部分地区,年总辐射量在 5860MJ/m2以上。 临汾地区的部分及晋城市、沁源县在 5020~5440 MJ/m2之间。运 城地区大部分在 5020 MJ/m2以下,是本省太阳辐射的低值区。其余,约占全省60%的地区年总辐 射量介于 5440-5720 MJ/m2之间。由此说明,山西开发利用太 阳能有相当丰富的资源优势。

我国太阳能资源观测站的设计

第1期 2010年3月 

气象水文海洋仪器

Meteorological,HydrologicalandMarineInstruments

  No.1

  Mar.2010

我国太阳能资源观测站的设计

沙奕卓,边泽强,吕文华

(中国气象局气象探测中心,北京100081)

摘 要:太阳能资源及其他可再生资源的开发利用对于保障国家能源安全、提高环境质量、应对气候变化等具有重要意义。为了摸索适合我国的太阳能专业观测方法和经验,从而为全国太阳能资源专业观测网的建设提供科学依据和示范指导,本文介绍了作者在太阳能资源观测

站建设方面的的一些设计思路和初步分析。关键词:太阳能;资源;观测站;设计

中图分类号:X24  文献标识码:A  文章编号:1006-009X(2010)01-0006-04

DesignofsolarenergyresourcesobservationstationinChina

ShaYizhuo,BianZeqiang,LǜWenhua

(MeteorologicalObservationCenterofCMA,Beijing100081)

Abstract:Itisimportanttoexploreandutilizetherecycleresourceslikesolarenergyresourcesfornationalresourcessecurity,environmentqualityandthetreatmenttoclimatechange.Inordertoexploretheexperimentsandmethodsinsolarenergyresourcesobservation,andtogivethescientificguidancetosetupthenetworkofsolarenergyresourcesobservation,theauthorsintroducesomeideasandexperimentsonsettingupasolarenergyobservationstation.Keywords:solarenergy;resources;observationstation;design

0 引言

太阳能及其他可再生资源的开发利用对于保障国家能源安全、提高环境质量、应对气候变化等具有重要意义。随着太阳能资源的成功利用和快速发展,太阳能资源相关行业,特别是太阳能光伏发电的科学选址、国家可再生能源的宏观规划、太阳能水热系统发展、建筑节能等都迫切要求了解我国太阳能资源分布及其相关气象数据资料。进行太阳能资源的观测与评估,是中国气象局应对气候变化工作的重要举措和发挥公共气象服务的重要途径,也是行使社会管理职能的重要体现。

但由于我国太阳辐射业务观测站稀少,空间分布不均匀,以及观测设备和观测方法的限制,导

收稿日期:2009-12-20.

致现有的太阳辐射观测资料远远不能满足要求。美国的一些太阳能观测站对太阳辐射资源进行了比较全面的观测。观测内容包括:纬度倾斜的热电总辐射和光电总辐射,正东、西、南和北倾斜

90°四个垂直面的热电总辐射和光电总辐射;全自动太阳跟踪直接总辐射;净全辐射;地球长波辐射;温度、湿度、风向风速等气象参数。因此,为了摸索适合我国的太阳能专业观测方法和经验,从而为全国太阳能资源专业观测网的建设提供科学依据和示范指导,中国气象局气象探测中心在北京南郊中国气象局大气探测试验基地开展太阳能资源观测站的建设。

作者简介:沙奕卓(1966-),男,硕士研究生,高级工程师,站长.现从事气象探测技术及仪器标校等工作.

1 太阳能观测站的功能及设计

在辐射业务观测中,总辐射的测量大多采用热电偶式总辐射表。但光电型总辐射表的响应时间(一般小于10μs)与热电型总辐射表的响应时

间(一般小于60s)相比要小得多,更接近于太阳能电池的响应时间;光电总辐射表的光谱范围(400~1100nm)与太阳能电池板的工作光谱范围(小于1100nm)也比较接近,而且价格也较低,因此示范站设计中增加了光电型总辐射表对总辐射的观测。

由于光伏发电的能力与环境因素密切相关,随着光伏发电装置的大量应用,收集计划安装光伏发电地点的环境数据显得尤为重要。直接用太阳电池作为传感器来测量太阳辐射强度对于光伏发电来说更加有实际意义。由于不同类型的太阳电池的光谱响应有一定区别,但是同一类型的太阳电池的光谱响应差别不大。目前应用于太阳能光伏发电的太阳电池主要是单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池,如果分别用这三种太阳电池作为传感器测量太阳辐射,它的实际使用价值将超过传统价格昂贵的热电偶辐射传感器,其原因是它更加接近实际应用条件。1.1 功能设计

综合考虑各种因素,设计太阳能资源观测示范站的观测设备及观测内容包括:

(1)水平安装的热电总辐射表和旋转遮光带的光电总日射表(测量波长为400~1100nm的总辐射、散射辐射,计算出直接辐射和日照时数);(2)倾斜(倾角:纬度、纬度+15°、纬度-15°)安装的总辐射表、光电总日射表和太阳能电池辐射测量仪(单晶、多晶、非晶);

(3)塔正东、西、南四个垂直面各1台总辐射表、光电总日射表;

(4)全自动太阳跟踪装置,配有直接辐射表,总辐射表,光电总日射表和太阳能电池辐射测量仪(单晶、多晶、非晶);(5)高精度太阳辐射测量系统,可以测量消除方位误差的总辐射和散射辐射、大气长波辐射、地球长波辐射、静全辐射、紫外辐射(UV-A,UV-B,UV-AB)。

图1为太阳能资源观测示范站设计结构图。1.2 数据传输

气象站二代站技术进行设计,数据传输采用无线GPRS/CDMA1X网络技术,图2为观测站数据

流程图。

图1 太阳能资源观测示范站

图2 太阳能资源观测站数据流

观测站数据采样频率为10Hz,每10min自动生成1组平均值作为观测数据,每小时上传6组数据,1天24h共144组数据,每组数据有142个数据字段组成。每月上传的数据量为:

每月应到数据=(30or31)×24×6×142  数据的到报情况是衡量观测设备运行稳定程度以及通讯能力好坏的重要指标,每月数据到报率定义为:

实到每月观察数据总量

数据到报率×100%

应到每月观察数据总量

运行状况,为了保证数据分析结果的可靠,对上传数据进行了一些质量控制。具体控制措施完全参

考《地面气象观测规范》里对辐射数据的相应的控制方法,主要有以下几点:

(1)气候学极值检查:观测记录不能超出气候学界限值,超出的记录为错误的记录。

a.总辐射最大辐照度<2000W·m-2;b.日总辐射曝辐量

(2)内部一致性检查:各要素气象观测记录必须符合以下关系,不符合的记录是错误的记录。

a.时(日)总辐射曝辐量≥时(日)净全辐射曝辐量;

b.时(日)总辐射曝辐量≥时(日)散射辐射曝辐量;c.时(日)总辐射曝辐量≥时(日)反射辐射曝辐量;

d.日总辐射曝辐量≥日水平面直接辐射曝辐量;e.日总辐射曝辐量与(日散射辐射曝辐量+日水平面直接辐射曝辐量)差的绝对值≤20%日总辐射曝辐量;f.日总辐射最大辐照度≥日净全辐射最大辐照度。

每月数据可靠性定义为:

可靠性=(应到数据总量-可疑数据-错误数据-缺报数据)/应到数据总量×100%

305~2800nm,与太阳能光热集热器的光谱范围比较接近。示范站使用的光电总辐射表的光谱范

围(400~1100nm)与太阳能电池板的工作光谱范围也比较接近。光电总辐射表的响应时间(一般小于10μs)与光热型总辐射表的响应时间(一般小于60s)相比要小得多,更接近于太阳能电池的响应时间,而且价格也较低。目前我国的地面辐射观测以水平面总辐射为主,观测仪器大多采用光热总辐射表,太阳能资源评价更多的也是对光热总辐射的计算和分析,尚不能完全满足太阳能资源多种利用方式的需求。利用观测站光热总辐射表和光电总辐射表的观测资料,初步分析了不同天气条件下、不同倾角和不同方位的太阳能光热和光伏资源特性,可以作为太阳能资源不同开发利用的有益参考。

2.1 不同倾斜角度光热资源与光电资源比较

通常情况下,太阳能集热器和太阳能电池板都是以某一角度倾斜安装,因此以什么角度倾斜安装才能达到最大的太阳能转化率,对太阳能利用的效率十分重要。

利用北京夏日8月份晴天光电总辐射表的观测数据,对不同倾斜角度的太阳能资源状况进行分析。图3为水平面和南向不同倾斜角度(倾角:纬度+15°、纬度、纬度-15°、垂立面)日辐照度变化。从图可以看出,无论是水平面,还是不同的倾斜角度斜面,日辐照度的变化趋势基本一致。当然,这与季节有很大关系,夏天太阳高度角很高,南向纬度-15°斜面角度接受太阳辐射更接近于直接辐射,因此南向纬度-15°角度倾斜的总辐射最大。但冬季随着太阳高度角的变化,就应另当

别论。

2 太阳能观测站的性能分析

太阳能光热和光伏应用是目前应用最广泛、商业开发最成功的太阳能应用方式,光热转换指通过接收或聚集太阳光将太阳能转换成热能,光伏转换指利用利用光生伏打效应原理将太阳能转换成电能。对于太阳能光伏发电而言,主要通过吸收太阳光子而产生电能,因此其主要吸收可见光,光谱波段大约为400~1100nm;而对于需要通过聚焦、集热来进行发电或者提供热能的太阳能光热利用,满足其光谱波段的直接辐射和散射辐射能量均可以被利用,光谱范围大约为305~2800nm,比光伏吸收的光谱范围要宽。因此,针对不同利用方式进行太阳能资源的观测并评价是太阳能资源开发利用的前提和关键。

图3 不同倾斜面日辐照度变化

2.2 不同垂面光热资源与光电资源比较

随着我国工业化和城镇化的加快和人民生活

水平提高,建筑用能迅速增加。我国太阳能资源丰富,利用建筑物垂面安装太阳能利用设备,开发

太阳能建筑是提高可再生能源应用比重,调整能源结构的重要手段,观测并评价建筑物不同垂面的太阳能资源状况对高效利用建筑太阳能具有重要意义。利用北京夏日8月份晴天光电总辐射表的观测数据,对不同建筑垂面的太阳能资源状况进行分析。图4为东、南、西垂直面日辐照度变化。从图中可以看出,不同垂面的辐照度变化跟太阳时的变化密切相关,上午日出后东垂面辐照度迅速升高,而西垂面的辐照度则升势缓慢,午后东垂面辐照度迅速下降,西垂面的辐照度则上升很快,南垂面日辐照度变化介于东、西两垂面之间

3 结束语

本文以在北京建立的太阳能观测站的实例,分析了不同天气条件、不同倾斜面情况下,太阳能资源的观测情况。晴天和多云条件下光热总辐射

和光电总辐射相差不大,如果只需要评价晴天和多云天气条件下的太阳能总辐射资源状况,基本可以用光电辐射表代替光热辐射表,从而大大降低太阳能资源观测成本。

北京夏半年不同倾斜面日总辐射南向纬度-15°最大,南向垂面最小,从大至小的顺序是纬度-15°、南向纬度、南向纬度+15°、水平面、南向垂面。其中纬度-15°的日总辐射比南向垂面高约52%。当然随着季节的变化和太阳高度角的变化,各倾斜面接受的太阳辐射能量也会相应发生变化。8月份纬度-15°斜面的总辐射最大,到了11月份,纬度+15°斜面的总辐射最大。参考文献:

[1]中国可再生能源发展战略研究项目组.中国可再生

能源发展战略研究丛书太阳能卷[M].北京:中国电力出版社,2008.

[2]滨川圭弘编著,张红梅,崔晓华译.太阳能光伏电池

及其应用[M].北京:科学出版社,2008.

图4 不同垂面日辐照度变化

[3]中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出

版社,2003.

(上接第5页)

[2]ShuklaJ,MintzY.Theinfluenceoflandsurface

evaportranspirationonearthsclimate[J].Science,1982,215:1498-1501.

[3]黄锡荃.水文学[M].北京:高等教育出版社,1993.[4]盛琼,申双和,顾泽.小型蒸发器的水面蒸发量折算

系数[J].南京气象学院学报,2007,30(4):561-565.[5]徐州伟思自动化工程有限责任公司.ZFZ-01型数字

式水面蒸发自动站[M].徐州:伟思自动化工程有限责任公司,2008.

[6]王积强.水面蒸发器的试验研究[J].干旱区地理,

1991,14(2):53-59.

[7]韦洁.不同蒸发器水面蒸发量折算系数的分析探讨

[J].广西水利水电,2004(3):12-15.

[8]王梅,王建波,那景坤.E601型蒸发器水面蒸发实验

分析[J].黑龙江水专学报,2004,31(3):10-12.[9]王建波,王梅,王金铮.大型蒸发池水面蒸发的实验

观测和资料分析[J].黑龙江水专学报,2008,35(3):30-32.

[10]马金玲,周宏飞.塔里木盆地西北部不同类型蒸发器

水面蒸发变化趋势分析[J].干旱区地理,2005,28(3):300-304.

[11]刘南威.自然地理学[M].北京:科学出版社,2000.[12]魏文寿,高卫东,史玉光,等.新疆地区气候与环境变

化对沙尘暴的影响研究[J].干旱区地理,2004,27(2):137-141.

我国太阳能资源及市场前景分析

我国太阳能资源及市场前景分析 来 源 :互 联 网 发 表 时 间 : 2009 年 12 月 28 日 发 表 作 者 : ad min 我 国 拥 有 丰 富 的 太 阳 能 资 源 。据 统 计 ,每 年 中 国 陆 地 接 收 的 太 阳 辐 射 总 量 ,相 当 于 24000 亿 t 标 煤 , 国 总 面 积 2/3 地 区 年 日 照 时 间 都 超 过 2000h, 别 是 西 北 一 些 地 区 超 过 3000h。 全 特 另一方面,随着当前世界光电技术及其应用材料的飞速发展,光电材料成本成倍下降, 光电转换率不断提高,这将带来太阳能发电成本的大幅度下降。世界光伏界一般认为, 到 2010 年 太 阳 能 光 伏 电 池 成 本 将 降 低 到 可 以 与 常 规 能 源 竞 争 的 程 度 。 为 中 国 大 力 开 发 这 太阳能资源提供了可能。 1、 中 国 的 太 阳 能 发 展 将 以 边 远 、 欠 发 达 地 区 为 先 导 目 前 , 我 国 尚 有 7656 万 无 电 人 口 , 16 个 无 电 县 , 828 个 无 电 乡 和 29783 个 无 电 村 。 由 于 这 些 县 城 、村 镇 及 散 居 牧 户 地 处 边 远 ,远 离 电 网 ,用 电 负 荷 小 而 且 分 散 ,近 20 年 之 内 不 可 能 通 过 延 伸 电 网 实 现 供 电 。 我 国 太 阳 能 资 源 丰 富 , 2/3 以 上 地 区 的 年 日 照 大 于 2000h,年 均 辐 射 量 约 为 5900MJ/m2。青 藏 高 原 、 内 蒙 古 、宁 夏 、 甘 肃 北 部 、陕 西 、河 北 西北部、新疆南部、东北以及陕甘宁部分地区的光照尤为突出。而我国大多数无电人口 恰好主要分布在这些地区。而且,这些地区的风力资源也相当丰富,发展风电也比较适 宜。 从 经 济 性 上 来 讲 , 对 于 边 远 地 区 的 村 落 ( 或 其 它 集 体 ) , 年 光 照 大 于 2500h, 在 年 平 均 风 速 大 于 5 m/s 的 地 区 , 当 电 网 距 离 为 25km 以 上 时 , 常 规 电 网 供 电 成 本 大 于 光 伏 发 电 和 风 力 发 电 的 成 本 。 在 年 光 照 大 于 2500h 的 地 区 , 月 用 电 量 大 于 2100kW·h 时 , 光 伏 发 电系统的经济性就优于柴油发电机组。而对于分散的用户来说,在边远地区常规电网和 内燃机发电成本是无法与风力发电、光伏发电户用系统竞争的。在风、光资源良好的地 区 , 用 户 可 以 按 照 自 己 的 需 求 选 择 不 同 的 配 置 , 其 用 电 成 本 为 2~6.5 元 / kW ·h。 通 过 技 术经济分析,结论是显而易见的,在目前条件下采用风力发电和光伏发电技术(或风光 互补)解决边远地区分散供电是可行的,符合可持续发展的政策,比延伸电网或柴油发 电有明显的优势。 目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持,国内已有多 家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查 的 单 位 之 一 , 他 们 于 1998 年 在 国 内 首 家 引 进 了 76 kW 国 际 上 先 进 的 屋 面 太 阳 能 发 电 系 统 , 至 今 一 直 运 行 稳 定 、 效 果 良 好 。 这 套 系 统 日 均 发 电 量 为 12 kW ·h 以 上 , 可 满 足 1 个 小 康 之 家 用 电 要 求 。河 北 振 海 铝 业 集 团 公 司 是 德 国 皮 尔 金 顿 ( Piikington )太 阳 能 国 际 有 了公司在中国独家总代理,现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材 料 。其 基 地 于 1999 年 11 月 已 在 我 国 率 先 安 装 了 100 多 m2 的 光 电 玻 璃 幕 墙 示 范 建 筑 物 , 现已竣工投入应用,其运行使用效果良好,已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的 典范。 另 外 ,2008 年 奥 运 会 , 北 京 将 成 为 我 国 在 太 阳 能 应 用 方 面 的 最 大 展 示 窗 口 ,“新 奥 运 ” 将 充 分 体 现 “环 保 奥 运 、节 能 奥 运 ”的 新 概 念 ,计 划 奥 运 会 场 馆 周 围 80%~90%的 路 灯 将 利 用 太 阳 能 光 伏 发 电 技 术 ;采 用 全 玻 璃 真 空 太 阳 能 集 热 技 术 ,供 应 奥 运 会 90 %的 洗 浴 热 水 。

届时在整个奥运会期间,我们将看到太阳能路灯、太阳能电话,太阳能手机、太阳能无 冲洗卫生间等一系列太阳能技术的应用。 可 以 相 信 ,通 过 北 京 2008 年 的 这 次 “绿 色 奥 运 ”,我 国 的 太 阳 能 发 电 产 业 能 够 得 到 一 次 长足的发展;而且,通过在首都举办的这次世界盛会,太阳能发电技术将成为我国发达 地区提倡环保、建设环保,大举采用太阳能电力作为替代能源的良好开端。 2、 国 际 组 织 、 国 外 政 府 对 我 国 太 阳 能 发 展 的 有 关 支 持 项 目 我国对太阳能产业发展付出了不竭的努力。在技术开发上,除对相关产业出台了一系 列 有 利 其 商 业 化 的 优 惠 、 扶 持 政 策 外 , 还 在 “863 高 科 技 攻 关 计 划 ”中 专 门 设 立 了 “太 阳 能 薄 膜 电 池 ”技 术 研 究 项 目 , 中 科 院 在 其 西 部 行 动 计 划 中 , 也 计 划 在 两 年 内 投 入 2 .5 亿 元 开 展 一 系 列 基 础 性 、战 略 性 、前 瞻 性 的 课 题 研 究 ,包 括 建 立 若 干 太 阳 能 发 电 、太 阳 能 空 调 、 太 阳 能 供 热 、风 光 互 补 电 站 、地 热 利 用 等 示 范 工 程 ,并 适 时 开 展 区 域 性 推 广 工 作 。而 “光 明 工 程 ”更 是 专 门 的 太 阳 能 发 展 扶 贫 工 程 计 划 。 与此同时,我国也积极利用国际组织和国外政府的对华援助项目,积极从事太阳能利 用 事 业 。从 1994 年 起 ,国 家 经 贸 委 在 有 关 部 委 的 支 持 和 配 合 下 ,积 极 组 织 利 用 全 球 环 境 基金、世界银行、联合国开发计划署和亚洲开发银行的资金,支持我国新能源和可再生 能源产业化、商业化发展。目前,正在准备和实施的太阳能项目包括: 全 球 环 境 基 金 太 阳 能 光 伏 发 电 项 目 该 项 目 将 利 用 全 球 环 境 基 金 赠 款 2200 万 美 元 , 支 持 我 国 西 北 地 区( 甘 肃 、青 海 、内 蒙 古 和 新 疆 以 及 西 藏 、四 川 西 北 部 等 地 区 )发 展 20~30 万 户 太 阳 能 光 伏 发 电 户 用 系 统 ( 总 规 模 约 10MW, 平 均 每 套 系 统 发 电 容 量 为 30 至 50 峰 瓦 ),为 边 远 地 区 无 电 成 民 提 供 电 力 。其 中 全 球 环 境 基 金 赠 款 1500 万 美 元 将 用 于 直 接 补 贴 ,平 均 每 瓦 补 贴 1.5 美 元 ,其 余 费 用 由 用 户 承 担 。同 时 ,700 万 美 元 赠 款 支 持 建 立 太 阳 能户用光伏发电市场化体系、 售网络和技术服务、 术引进以及相应的机构能力建设。 销 技 全 球 环 境 基 金 技 术 开 发 项 目 针 对 我 国 目 前 大 型 风 力 发 电 设 备 依 赖 进 口 ,造 成 风 力 发 电 电 价 较 高 , 初 始 投 资 大 , 限 制 大 规 模 风 力 发 电 场 发 展 的 现 状 , 将 利 用 全 球 环 境 基 金 1000 万美元赠款,通过竞标选择承担企业,重点支持大型风力发电和太阳能光伏发电设备关 键部件的技术开发和技术引进,加快国产化步伐。 全 球 环 境 基 金 /联 合 国 开 发 计 划 署 加 速 中 国 可 再 生 能 源 商 业 化 发 展 能 力 建 设 项 目 该 项 目 由 国 家 经 贸 委 于 1994 年 向 联 合 国 开 发 计 划 署 提 出 ,用 全 球 环 境 基 金 支 持 。经 过 4 年 多 的 努 力 , 1999 年 3 月 , 该 项 目 由 联 合 国 开 发 计 划 署 、 中 国 财 政 部 和 联 合 国 经 济 与 社 会 事 务部签字生效,并于 4 月 6 日召开了项目启动会,项目已正式开始实施。该项目是联合 国 开 发 计 划 署 在 中 国 开 展 的 投 资 最 大 的 一 个 项 目 。项 目 总 投 资 为 2583 万 美 元 ,其 中 赠 款 1443 万 美 元 。 在 1443 万 美 元 的 赠 款 中 , 全 球 环 境 基 金 /联 合 国 开 发 计 划 署 赠 款 880 万 美 元 , 澳 大 利 亚 政 府 赠 款 300 万 美 元 , 荷 兰 政 府 赠 款 253 万 美 元 。 项 目 引 进 国 际 上 先 进 的 可再生能源技术和设备,在山东、浙江、广东、广西等地组织示范项目和相关活动,包 括:建立风光互补系统,解决偏远地区居民用电问题;工业规模的沼气利用;以蔗渣为 燃料进行热电联产。同时,建立可再生能源工业协会,研究制定可再生能源发展的财政

激励政策,帮助企业提高市场开拓能力,加强资源测评、信息传播工作和市场机制的建 设。项目实施期为 5 年。 亚 洲 开 发 银 行 可 再 生 能 源 开 发 技 术 援 助 项 目 该 项 目 1998 年 11 月 开 始 启 动 ,项 目 资 金 总 额 为 82.6 万 美 元 ,其 中 亚 行 提 供 日 本 政 府 赠 款 65.6 万 美 元 。该 项 目 涉 及 的 可 再 生 能 源 领域包括蔗渣发电、太阳能热利用系统和沼气系统。项目的主要内容有:对所选的可再 生 能 源 技 术 进 行 技 术 、财 务 、经 济 潜 力 评 价 ;制 定 方 针 和 激 励 政 策 ,完 善 产 品 制 造 标 准 , 促进可再生能源利用;提出增强可再生能源技术竞争力的措施;开发支持可再生能源商 业化发展的财务机制;完成各子项目的技术性、财务性、经济性和环境性评价。项目主 要在广西、广东、河北、江苏、河南、四川和云南等可再生能源资源丰富的省份实施。

充分利用我国太阳能资源_开发太阳能光伏产业

    本文由abc2202583贡献

    pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。

    第 2 卷第 4 期

    2 006年10月

    沈阳工程学院学报 ( 自然科学版) Journal of Shenyang Instit ute of Engineering ( Nat ural Science)

    充分利用我国太阳能资源 ,开发太阳能光伏产业

    徐海荣1 ,钟史明2

    ( 11 南京热电工程设计院 ,南京   210011 ; 21 东南大学 ,南京   210096)

    摘   : 介绍了太阳能资源的分布状况 ,结合实例综述了太阳能发电 ( 包括热发电和光伏发电 ) 的发展现状 . 在此基础 要 上 ,重点介绍了光伏发电的原理 、 产业基础以及我国光伏发电的现状 ; 结合国情 ,对我国加快发展光伏产业及市场提出了 具体的建议 . 关键词 : 太阳能 ; 热发电 ; 光伏发电

    中图分类号 : TM615         文献标识码 : A         文章编号 : 1673 - 1603 ( 2006) 04 - 0299 - 05

    太阳能属可再生绿色能源 ,是 “取之不尽” 的能源 , 是 21 世纪极具发展前途的能源 . 化石燃料不但资源储

    量有限 ,而且随着社会经济的发展和人们生活的需求 会日益枯竭 ; 加之滥开滥采 ,已难以维持社会经济的高 速增长与人们生活水平日益提高的要求 ; 而且化石能 源会污染环境 ,是不可再生的能源 . 太阳能光伏发电容量可以任意组合 , 最适合分散

    北纬 45° 以南 , 全国 2/ 3 的国 土 面 积 年 日 照 时 间 在 2 300 h以上 ,每平方米太阳能年辐射总量为 3 340 ~ 8 400 MJ , 陆 地 表 面 每 年 接 收 的 太 阳 辐 射 能 相 当 于 17 000亿 t 标准煤 , 而且分布极为广泛 , 具有普遍存 在、 永续利用的优点 ,可为国民经济发展提供有效的能 源供应 . 特别是我国有 108 万 km2 的荒漠 , 大部分分 布在西部 ,太阳能资源极为丰富 . 如果利用 1/ 10 的荒 漠安装光伏并网发电系统 , 每年 可 以 发 电 10 万 亿 kWh 以上 ,相当于目前全国用电量的 5 倍多 . 太阳能辐射强度是随机的 , 在不同时间 、 不同地 点 ,同一面积的辐射强度是不同的 . 表 1 是我国不同地 区的太阳光照条件 . 为了更加直观地了解各地每天太 阳能辐射的平均分布 , 表 2 给出了年总辐射量与日平 均峰值日照时数 ( 太阳能电池每天可以接受到 1 000 W/ m2 辐照度的等效时间) 对应关系 . 通过上面资料可以看出 , 太阳能光伏系统的使用 与地理位置有关 . 太阳能电池的输出功率大约为 120 W/ m2 .

    使用 ,是当今大电厂 、 大电网集中供能的重要补充和新 一代能源系统的重要组成部分 . 近几年我国部分地区经常拉闸限电 ,全国煤、 油 电、 等能源供应十分紧张 ,面对严峻的能源形势 ,存在的能 源缺口只能由可再生能源来补充 . 在可再生能源中 ,小 水电和风电虽然已经达到商业化水平 ,但它们的资源量 和地理分布毕竟有限 ,即使全部开发也满足不了未来的 需求 ,只有 “太阳能发电” 才是最具潜力的电力来源 .

    1  太阳能资源

    在白天标准太阳光照条件下 ( 即欧洲委员会定义 为 101 标准) ,大气质量 AM 115 ,温度 25 ℃ 条件下 ,辐 2 射强度为 1 000 W/ m d , 如假定发电效率为 10 % , 则 整个地球表面上每年可能的太阳能发电量为 14 EW/ 如果太阳能电池放置于不到全球陆地面积的 1/ 100 , 或其沙漠面积的 1/ 20 ,所发的电量就足够满足当今全 世界的能源需求 .

    111   全球太阳能总量

    2  太阳能发电系统

    h ,大约相当于当今世界能耗总量的 100 倍 . 这意味着 ,

    收稿日期 : 2006 - 04 - 21 作者简介 : 徐海荣 (1971 - ) ,男 ,江苏启东人 ,副院长 ,总工程师 ,高级工程师 . 钟史明 (1928 - ) ,男 ,福建龙岩人 ,教授 ,中

国电机工程学会热电专委会技术委员会副主任 ,享受国务院特殊津贴热力专家 ,主要从事热 电动力系统的研究.

    1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

    太阳能发电系统分 2 类 , 即光伏发电系统和热能 发电系统 . 211   太阳能光伏发电系统 1) 太阳能光伏发电系统一般由太阳能电池 (方阵) 、

    http://www.cnki.net

    112   我国太阳能总量

    我国太阳能资源非常丰富 . 我国大部分地区位于

    Vol12 No 14 Oct . 2006

    300 ?  ?

    沈阳工程学院学报 ( 自然科学版)

    表1  我国不同地区太阳光照条件 区或划分 丰富地区 ≥ 140 ≥ 000 3 内蒙西部 甘肃西部 新疆南部 青藏高原 比较丰富地区

    120~140 2 400~3 000

    第2卷

    可以利用地区

    100~120 1 600~2 400

    贫乏地区 ≤ 100 ≤ 600 1 重庆 ,四川 , 贵州 ,江西 部分地区

    蓄电池组 、 太阳能控制器 、 直流 - 交流逆变器和交流配 电设备等组成 . 2) 当负载为直流时 ,如通讯设备电源系统 、 石油管

    道阴极保护电源等 , 则太阳能光伏发电系统可以省去 直流 - 交流逆变器和交流配电设备 ,系统比较简单 ,成 本也较低 . 3) 如果太阳能发电系统与交流电网并联运行 ( 光 伏并网发电) ,则太阳能光伏发电系统可以省去蓄电池 部分 ,太阳能控制器和直流 - 交流逆变器合二为一 ,使 系统简化 ,既可以节省投资 , 降低成本 , 同时还可以减 少蓄电池组对环境造成的影响 . 所以 ,太阳能并网发电 系统是今后光伏发电的主要形式 . 4) 美国于 1983 年~ 1986 年间 , 在加州建造了一 些规模较大的太阳能光伏发电站 . 如在 HESPER IA 的

    L U G01 和 L U G02 2 座 500 kW 发电容量太阳能光伏

    电站 , 在 SACRAM EN TO 的 PV - 1 和 PV - 2 2 座 1 000 kW发电容量光伏电站和在 CARR ISA PLA INS 的发电容量为 6 500 kW 光伏电站 . 通过这些示范电站 的运行表明 ,电站可靠性高 , 安装方便 , 检修维护费低 ( 约 015 美分/ kWh) . 但太阳能电池价格昂贵 , 美国光 伏发电单位造价约每千瓦 5 000 美元 . 212   太阳能热发电系统 太阳能热发电是利用集热器 ( 太阳锅炉 ) , 将太阳 辐射能转换成热能 , 产生蒸汽 , 进入汽轮发电机组发 电 . 太阳能热发电可采用直接和间接 ( 二元循环 ) 2 种 热力循环形式 . 前者是使用凝汽式 ( 有 1 台凝汽器 ) 汽 轮发电机组 ,集热器产生的蒸汽直接引入汽轮机 ,然后 排入凝汽器凝结成水 , 经水泵送入集热器吸收太阳辐 射热变成蒸汽 ,循环使用发电的 . 后者是在主系统使用 一种沸点高于水的熔盐或液态钠 , 通过热交换加热辅

    年总辐射量 ( × 118 kJ / m2 ?) 4 a 全年日照时数 ( h) 地区 平均峰值日照时数 ( h)

    新疆 北 部 , 东 北 , 内 蒙 东部 , 华北 , 陕北 , 宁 夏 ,甘肃部分 , 青 藏 高 原东 ,海南 ,台湾

    东北 北 部 , 内 蒙 , 长 江 下游福建 、 广东 、 广西 , 贵州部分 , 云南 , 河南 , 陕西

    表2  太阳能年辐射量与日平均峰值日照时数

    100 3119 110 3150 120 3182 130 4114 140 4146 150 4178 160 5110 170 5142 180 5175

    年总辐射量 ( × 118 kJ / m2 ?) 4 a

    助系统 ( 二次系统 ) 内的工质 —— — 水或低沸点流体 , 产 生蒸汽驱动汽轮发电机组发电 . 前者系统简单 ,但热效 率较低 ,一般难以得到高温蒸汽 . 目前 , 世界上太阳能 热发电系统大致有 3 类 : 即式线聚焦系统 、 塔式系统和 碟式系

统 . 塔式太阳能热发电系统的基本型式 , 是利用一群 独立跟踪太阳的定日镜 , 将阳光聚集到一个固定在塔 顶部的接收器上 ,聚焦产生高温并加热工质产生过热 蒸汽 ,驱动汽轮发电机组发电 ,从而将太阳能转变为电 能 . 塔式太阳能发电 , 又称 “高温太阳能发电” 是一种 , 大型太阳能发电型式 . 现在 , 美 、 日和欧洲的许多国家 都已建成了几千至上万 kW 级的太阳能试验电站 . 塔 式太阳能发电的部件主要有反射镜 ( 定镜) 阵列 、 、 高塔 集热器 、 蓄热器和汽轮发电机组等 . 表 3 列出了目前世界上几个主要的塔式太阳能热 发电厂的特征参数 . 美国 L U Z 公司在加洲 MOJ AV E 沙漠地区成功投 入商业运行的抛物槽镜聚焦型的分散太阳能热发电系 统 ( SEGS) ,是太阳能热发电的重大突破 , 是当今世界 上最大的太阳能热能发电站 . 从 1985 年第一台试验性 14 MW 的 SEGS - 1 投运 , 到 1994 年 6 台 30 MW 的 SEGS Ⅱ- Ⅶ 6 台 80 MW 的 SEGS Ⅲ - Ⅸ 和 投运 , 总 装机容量已达 700 MW , 发电成本约 5 美分/ kWh , 与 火电相当 , 但可年减排 20 多万 t 二氧化碳等温室气 体 ,降低对大气环境的污染 .

    3  光伏发电简史与机理

    311   光伏发电简史与展望

    自人类在 1954 年制造出现代硅太阳能电池 , 到

    20 世纪 60 年代初 ,空间太阳能电池的设计已经成熟 .

    1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

    http://www.cnki.net

    第4期

    徐海荣 ,等 : 充分利用我国太阳能资源 ,开发太阳能光伏产业

    表3  世界上几个主要的塔式太阳能热发电厂

    301 ?  ?

    电站名称 国别 地点 投运日期 发电功率 ( kW) 定日镜数 定日镜 尺寸 ( m ) 塔高 ( m) 接收器型式 接收器尺寸 ( m) 蓄热系统 蓄热介质 蓄热容量 ( MW1 h) 占地面积 ( m2 )

    2

    EU REL IOS

    SUNSHIN E

    SSPS - CRS

    SOLAR - 1

    THEMIS

    CESA - 1

    SO IAR - 2

    意大利 西西里

    198115 1 000 182 55

    日本 仁尾

    198119 1 000 807 4× 4 69

    西班牙 阿美利亚

    198119 500 93 40 43

    美国 巴斯托夫

    198215 10 000 1 818 3919 80

    法国 比利牛斯

    198315 2 500 200 54 100

    西班牙 阿美利亚

    198316 1 200 300 40 60

    美国 巴斯托夫

    199616 10 000 1 926 91

    52 ( 70 个) 23 ( 112 个)

    40 ( 1 818 台) 95 ( 108 台)

    空腔

    空腔

    空腔

    3× 3

    外露

    空腔

    4× 4

    空腔

    外露

    单容器 压水

    015 513

    ) 汽轮机参数 ( MPa/ ℃

    系统效率 ( 峰) ( %)

    150 × 100

    进入 70 年代 ,太阳能电池的转换效率明显提高 , 制造 成本下降 ,地面应用太阳能电池的数量已超过空间应 用的数量 . 20 世纪 80 年代至今 ,晶体硅太阳能电池的 效率从 18 %增加到 25 % ,根据惟一的诺贝尔环境奖获 得者马丁格林教授预言 , 太阳能电池转换效率可以达 80 %以上 . 这就是说 ,100 年以后 , 人类主要电力来源 于太阳能电池是十分可能的 . 312   光伏发电的机理与产业基础 太阳能光伏电池是一种半导体器件 , 是一个 PN 结 ,除了当太阳光照射在上面时能够产生直流电外 ,它 还具有 PN 结的一切特性 . 在标准光照条件下 ,它的额

    定输出电压为 0148 V. 太阳能光伏系统中的太阳能电 池组件都是由多片太阳能电池连接构成的 , 它具有负 的温度系数 ,温度上升 1 ℃,电压下降 2 mV. 目前太阳能光伏电池大多采用单晶硅 、 多晶硅片 做为原材料 , 太阳能光伏电池结构简单 , 寿命可达 25 年以上 . 原材料来源丰富 ,可靠性高 ,工作无污染 、 无噪 声 ,是清洁的可再生能源 . 几十年来 ,发达国家的微电子产业发展较快 ,为发 展太阳能光伏产业提供了强有力的产业链支撑 . 如太 阳能硅片所用的头 、 尾料 , 高纯度多晶硅原料 , 单晶硅 片和多晶硅片的制造 , 以及太阳能电池电极的银浆和

    1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

    615/ 510

    Φ415

    150 × 180

    112/ 187 5

    Φ815 单 压水

    3

    双

    Na 5

    300 × 300

    1012/ 520 /

    银铝浆的生产和供应 , 为光伏产业大规模快速发展奠 定了良好的基础 .    4  我国光伏产业的简况

    411   我国光伏产业现状

    多年的努力 ,已达到了一定的技术水平和生产规模 . 由 于种种原因 ,以往国内电池的生产成本比国际同类产 品高 30 %左右 ,转换效率低 1 %~2 %. 近 20 年来 , 我国光伏产业长期维持在全球市场 1 %左右的份额 . 2003 年和 2004 年分别有了大幅度增 长 ,2003 年达 12 MW ,约占世界份额的 212 % ,2004 年 增至 35 MW ,约占世界份额的 3 %. 而日本在 2002 年 占全世界份额的 4412 % ,居世界第一 ,德 、 美次之 . 目前 ,国内市场主要集中在西部边远地区的生活 和工业用电 ( 如交通 、 通讯站) 的独立发电系统 ,和沿海

    http://www.cnki.net

    经济较发达的广东 、 福建 、 浙江 、 江苏一带的太阳能草 坪灯的制造加工上 . 大规模的光伏并网发电正在试点 示范之中 . 随着我国能源形势日益紧张 ,常规

化石能源 供不应求和环境容量的承载压力 , 政府对可再生能源 越发重视 . 2005 年 2 月 28 日 ,十届人大常委会第十四 次会议通过了 《中华人民共和国可再生能源法》 相信 ,

    Φ7 × 17 13 单 油 + 岩石

    28 10/ 510 1315 579 × 762

    双

    熔融盐

    4

    7 000 000

    我国光伏产业从 20 世纪 80 年代初开始 ,经过 20

    318/ 430 712

    1 000 000

    314 × 14 3

    单

    熔融盐

    3

    10/ 520 1113

    Φ511 × 12 6 双 混合盐

    107 10/ 565 / 760 × 580

    302 ?  ?

    沈阳工程学院学报 ( 自然科学版)

    第2卷

    随着 《可再生能源法》 的实施 , 中国的光伏市场会很快 地发展起来 . 我国光伏产业链的发展极不平衡 , 大多数光伏企 业通过外购电池片封装加工组件 . 电池制造主要以无 锡尚德公司 、 保定天威公司为主 , 它们的生产能力为 40~50 MW/ a. 目前我国已具有超过 100 MW/ a 的太 阳能级单晶硅棒的制造能力 ,但 90 %的硅棒出口到日 本和欧洲 . 我国硅片切割能力很小 ,太阳能级硅片的年 切割能力为 40 MW 左右 . 同时 , 太阳能级多晶硅原料 的提炼在我国尚属空白 . 与国际相比 ,我国光伏产业的 技术支撑较差 ,无论是材料 、 、 、 设备 工艺 检测手段等方 面都缺乏研究的投入 ,特别是缺乏人才 . 412   尚德太阳能电池 尚德太阳能电力有限公司 , 已进入国际太阳能电 池制造业前 18 名 ,并拟订了向世界前 5 名冲刺的中期 目标 . 该公司的生产水平处于国内领先 、 国际先进地 位 ,这主要体现在电池转换效率和制造成本 2 个方面 . 高效单晶硅电池的典型参数为开路电压 ( Voc ) 620 mV ; 电 流 密 度 ( Isc ) 36 mA/ cm3 ; 填 充 因 子 ( FF ) 为 77 % ;转换效率为 1515 %. 单晶硅和多晶硅太阳能电 池的平均转换效率分别为 1615 %和 15 %. 由 72 片单 晶或多晶电池 ( 125 mm × 125 mm) 做成的组件均超过

    180 Wp . 尚德公司目前采用 2 种手段降低太阳能电池

    能光电灯安装在滨州市 —— — 旅游度假村 , 使其成为目 前我国安装太阳能光电灯数量最多 、 规模最大的电灯 照明节能工程之一 , 它让太阳能光电灯大规模替代电 灯成为了现实 . 该公司除庭院灯 、 草坪灯 、 次干路灯 、 交 通灯等 100 多种灯饰产品外 , 还可根据顾客要求提供 个性化的光电解决方案 . 3) 深圳光伏并网发电系统 . 深圳国际园林花卉博 览园太阳能光伏并网发电系统分布于园内的标志性建 筑圆形屋顶 ,总覆盖面积 5 325 m2 ,发电总容量达到 1 MW. 它是由我国和英国合作建设的 ,2004 年 8 月 30 日竣工投产 ,2005 年 1 月该博览园正式对外开放 . 它 是目前中国乃至亚洲总装机容量最大的并网光伏发电 系统 ,也是世界上为数不多的兆级大型太阳能光伏发 电系统之一 . 它采用 4 000 多个 B P 太阳能单晶及多晶 光伏组件 ( 160 W 和 170 W 组件 ) 将太阳光能转换成 电能 ,并与深圳电网并网运行 ,年送电 100 万 kWh. 该 系统装配 24 个从 215~90 kW 容量不等的逆变器 ,以 使损失最小 ,同时实现自动控制和降低成本的目标 . 4) 敦煌 8 000 MW 光伏并网发电系统 . 2004 年 9 月 ,甘肃敦煌 8 000 kW 光伏并网发电系统通过了预可 研评审 ,并向国家发改委上报了项目建议书 ,如项目顺 金的预期投资收益率为每年 80 %.

    成本 : ① 降低硅片厚度 , 从 330 μm 降低到 250 μm , 并 控制生产过程中的破碎率 ; ② 在不提高制造成本的情 况下 ,提高电池转换效率 . 公司要求 ,到 2010 年单晶和 多晶电池转换效率分别达到 20 %和 17 %.

    5  我国的光伏发电站

    目前 ,我国利用太阳能光伏发电已为 16 万无电户 解决了用电问题 ,全国已建设多座光伏电站 ,总容量为 50 MW ,主要为边远地区居民供电 . 近来 , 一些城镇也    结合房屋建筑安装了一些并网光伏电站 . 1) 西藏安多县光伏发电站 . 安多县光伏电站已运 行 5 年多 ,容量为 100 kW ,是目前我国最大的 、 设备配 套最完善的 、 应用技术最先进的独立运行的实用光伏 电站 . 该电站是我国第一个也是惟一一个自行设计 、 施 工完成的大型光伏发电系统 . 在此基础上 ,配合相当完 整的高低压输配电系统 , 形成了我国乃至世界上惟一 的以光伏发电为核心的独立运行的电力系统 . 同时 ,由 于其地处海拔 4 800 m 的青藏高原 , 使之成为世界上 海拔最高的大型光伏电力系统 . 2) 山东皇明太阳能公司 . 该公司将 300 多盏太阳

    1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

    利建成 ,将成为世界上最大的并网光伏电站 . 该项目选 址于敦煌市七里镇西南的砂砾戈壁滩 , 采用 “集中安 装 ,多支路上网” 技术方案 , 项目总投资 32 247 万元 , 装机容量 8 000 kW , 年均发电量 1 280 万 kWh , 在获 得税收优惠和补贴的条件下 ,上网电价将为 11683 元/ kWh ,如参与分红的资本金比例为 70 % , 则分红资本

    6  我国中长期光伏并网发电发展规划

    到 2010 年要建立 2 个 5 000 kW 的荒漠并网光伏 示范电站 , 到 2020 年要建立 20 座万 kW 级的荒漠并

    网光伏电站 ,国家发改委计划到 2010 年和 2020 年 ,光 伏发电装机容量要分别达到 600 MW 和 1 600 MW. 而中科院和中国太阳能学会的一些专家更是希望到 2020 年实现 30 000 MW 的光电装机容量 , 届时光伏 发电量可达到国内总用电量的 1 %.

    7  几点建议

    1) 积极发展我国光伏产业 . 在世界经济一体化和

    WTO 的原则下 ,国外的光伏市场可以拉动我国光伏产

    业的发展 ,但拉动不了我国的光伏市场 . 在目前我国尚 未出台光伏市场政策法规的情况下 , ( 下转第 344 页)

    http://www.cnki.net

    344 ?  ?

    沈阳工程学院学报 ( 自然科学版)

    第2卷

    Study on single station passive location method based on TDOA and DOA measurement

    QIAO Liang

    ( Ea st China University of Science &Technology ,Shanghai 200072 ,China )

    Abstract : Passive locating and t racking technologies for mobile target in space are t he key problems in recent years. tion prospect s. Discusses a new met hod to locate and t rack mobile target by immovable single station ,which is based on t he information of arrival time difference and arrival direction of emitter signal. On t he basis of building target movement model and measuring equation ,applying M GE KF algorit hm ,realizes t he locating and t racking for mobile and effectiveness of t his met hod. These technologies have been widely applied in t he fields of aviation ,cont rol and guidance ,and have expansive applica2 Key words : single station passive location ;M GE KF ;azimut h angle ;elevation angle ;azimut h an

gle changing rate (上接第 302 页 ) 应充分利用国际市场快速发展的机

    target . Discusses many technology problems ,location principle and algorit hm. By simulation ,validates t he correct ness

    遇 ,积极发展光伏产业 ,为我国光伏市场的大发展做好 产业准备 ,避免出现类似 “送电下乡” 工程 90 %以上光 伏电池来自国外的局面 . 应实现光伏产业及其产业链 的产业联盟 ,技术研发单位和企业应相互合作 ,优势互

    类型和成本水平 ,确定不同的上网电价 ,营造清洁电能 的市场公平竞争法则 . 4) 积极营造光伏发电市场环境 . 在目前的市场条 件下 ,应加强宣传和政策扶持 , 降低投资风险 ; 应先建 示范站并网发电 ,待取得经验后 , 再逐步推广 , 以营造 市场环境 . 参考文献

    补 ,实现共赢 , 只有这样才能使我国光伏产业做大做 强. 2) 尽快出台扶持和优惠政策 , 建立太阳能光伏发 电补贴基金 ,以补贴电价 ; 同时给予无息贷款 , 加快偿 还期 ; 实施减免税收等优惠政策 , 使其成本降低 , 使之 快速发展 . 3) 尽快实施 《可再生能源法》 对可再生能源发电 , 实行 “强制上网” 和分类上网电价制度 , 即按照风力发 电、 太阳能发电 、 小水电 、 生物质能发电等不同的技术    [ 1 ] 吴红清 . 太阳能光伏工程应用 [ G]/ / 江苏能源研究会 . 江苏 省能源研究会学术年会论文集 . 无锡 : 江苏能源研究会 , 2004. [2 ] 张耀明 . 塔式太阳能热发电系统研究进展 [ G]/ / 江苏能源 研究会 . 江苏省能源研究会学术年会论文集 . 无锡 : 江苏能 源研究会 ,2004. [3 ] 王建华 . 新能源发电战略 [J ] . 能源研究与利用 ,1999 ( 2 ) : 40 - 42.

    Make f ull use of our country’ solar energy resource , s develop solar energy photovoltaic industry

    XU Hai - rong1 ,ZHONG Shi - ming2

    put s forward t he suggestions to quicken t he development of photovoltaic indust ry and it s market . Key words : solar energy ;t hermal power generation ;photovoltaic power generation

    Abstract : Int roduces t he dist ribution sit uation of solar energy resource ,combining t he examples summarizes t he de2 velopment sit uation of solar energy generation ( including t hermal power generation and photovoltaic power genera2 tion) . On t he basis of t his ,int roduces emphatically t he principle ,indust ry foundation of photovoltaic power genera2 tion ,as well as t he sit uation of photovoltaic power generation in our count ry. Combining t he sit uation of our count ry ,

    1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

    ( 11Nanjing Thermal Power Engineering De sign Institute ,Nanjing 210011 ,China ;21 Southea st University ,Nanjing 210096 ,China )

国际太阳能资源及太阳能热发电趋势

国际太阳能资源及太阳能热发电趋势

来源: 华电技术

摘要:介绍了国际太阳辐射能量的资源分布情况,论述了3种聚焦式太阳能热发电形式并说明3种热发电形式的特点和应用范围。阐明了国外太阳能热发电的蓬勃发展趋势,列出了近年已投产和即将建设的太阳能热发电机组目录。

太阳能热发电形式有多种,以光学聚焦方式将太阳辐射能转换为高温热能,驱动汽轮发电机组发电是常用的形式。主要发电方式有太阳能塔式、槽式和碟式发电系统。近些年,国际上太阳能热发电发展很快,技术研发和产品开发方面进步飞速,投产运行的太阳能热电站也不在少数,其中,以西班牙和美国的综合发展最为迅速。

一、国际太阳能资源分布

根据国际太阳能热利用区域分类,全世界太阳能辐射强度和日照时间最佳的区域包括北非、中东地区、美国西南部和墨西哥、南欧、澳大利亚、南非、南美洲东、西海岸和中国西部地区等。根据德国航空航天技术中心(DLR)的推荐,不同地区太阳能热发电技术和经济潜能数据及其技术潜能基于太阳年幅照量测量值大于6480MJ/m2,经济潜能基于太阳年幅照量测量值大于7200MJ/m2。

北非地区是世界太阳能辐照最强烈的地区之一。摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯、利比亚和埃及太阳能热发电潜能很大。阿尔及利亚的太阳年幅照总量9720MJ/m2,技术开发量每年约169440TW·h。摩洛哥的太阳年幅照总量9360MJ/m2,技术开发量每年约20151TW·h。埃及的太阳年幅照总量10080MJ/m2,技术开发量每年约73656TW·h。太阳年幅照总量大于8280MJ/m2的国家还有突尼斯、利比亚等国。阿尔及利亚有2381.7km2的陆地区域,其沿海地区太阳年幅照总量为6120MJ/m2,高地和撒哈拉地区太阳年幅照总量为6840~9540MJ/m2,全国总土地的82%适用于太阳能热发电站的建设。

南欧的太阳年幅照总量超过7200MJ/m2,这些国家包括葡萄牙、西班牙、意大利、希腊和土耳其等。西班牙太阳年幅照总量为8100MJ/m2,技术开发量每年约1646TW·h。意大利太阳年幅照总量为7200MJ/m2,技术开发量每年约88TW·h。希腊太阳年幅照总量为6840MJ/m2,技术开发量每年约44TW·h。葡萄牙太阳年幅照总量为7560MJ/m2,技术开发量每年约436TW·h。土耳其的技术开发量每年约400TW·h。西班牙的南方地区是最适合于建设太阳能能热发电站地区之一,该国也是太阳能热发电技术水平最高、太阳能热发电站建设最多的国家之一。

中东几乎所有地区的太阳能辐射能量都非常高,以色列、约旦和沙特阿拉伯等国的太阳年幅照总量8640MJ/m2。阿联酋的太阳年幅照总量为7920MJ/m2,技术开发量每年约2708TW·h。以色列的太阳年幅照总量为8640MJ/m2,技术开发量每年约318TW·h。伊朗的太阳年幅照总量为7920MJ/m2,技术开发量每年约20PW·h。约旦的太阳年幅照总量约9720MJ/m2,技术开发量每年约6434TW·h。以色列的总陆地区域是20330km2;Negev沙漠覆盖了全国土地的一半,也是太阳能利用的最佳地区之一,以色列的太阳能热利用技术处于世界最高水平之列。我国第1座70kW太阳能塔式热发电站就是利用以色列技术建设的。

美国也是世界太阳能资源最丰富的地区之一,根据美国239个观测站1961—1990年30年的统计数据,全国一类地区太阳年幅照总量为9198~10512MJ/m2,一类地区包括亚利桑那和新墨西哥州的全部,加利福尼亚、内华达、犹他、科罗拉多和得克莎斯州的南部,占总面积的9.36%。二类地区太阳年幅照总量为7884~9198MJ/m2,除了包括一类地区所列州的其余部分外,还包括犹他、怀俄明、堪萨斯、俄克拉荷马、佛罗里达、佐治亚和南卡罗来纳州等,占总面积的35.67%。三类地区太阳年幅照总量为6570~7884MJ/m2,包括美国北部和东部大部分地区,占总面积的41.81%。四类地区太阳年幅照总量为5256~6570MJ/m2,包括阿拉斯加州大部地区,占总面积的9.94%。五类地区太阳年幅照总量为3942~5256MJ/m2,仅包括阿拉斯加州最北端的少部地区,占总面积的3.22%。美国的外岛如夏威夷等均属于二类地区。美国的西南部地区全年平均温度较高,

有一定的水源,冬季没有严寒,虽属丘陵山地区,但地势平坦的区域也很多,只要避开大风地区,是非常好的太阳能热发电地区。

澳大利亚的太阳能资源也很丰富。全国一类地区太阳年幅照总量7621~8672MJ/m2,主要在澳大利亚北部地区,占总面积的54.18%。二类地区太阳年幅照总量6570~7621MJ/m2,包括澳大利亚中部,占全国面积的35.44%。三类地区太阳年幅照总量5389~6570MJ/m2,在澳大利亚南部地区,占全国面积的

7.9%。太阳年幅照总量低于6570MJ/m2的四类地区仅占2.48%。澳大利亚中部的广大地区人烟稀少,土地荒漠,适合于大规模的太阳能开发利用,最近,澳大利亚国内也提出了大规模太阳能开发利用的投资计划,以增加可再生能源的利用率。

我国的太阳能资源也十分丰富。我国700个气象站点的统计数据,有1961—1990年和1971—2000年2类统计结果。后期的统计显示,全国日照值低的地区辐照度有所降低,范围向东部沿海扩大,辐照值高的地区,辐照值略有提高。从全年太阳辐射总量的分布来看,我国太阳辐照强度最高的地方在青藏高原雅鲁藏布江流域一带,太阳年幅照总量达8820MJ/m2,那里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。全国一类地区太阳年幅照总量均大于6300MJ/m2,主要在西藏大部,新疆南部,青海、内蒙古、甘肃西部地区,占全国面积的17.4%。二类地区太阳年幅照总量为5040~6300MJ/m2,除东北地区以外的全国西部和西北地区,包括河北、山西、陕西、四川、云南的西北部分,海南岛西南部,占全国面积的42.7%。三类地区太阳年幅照总量为3780~5040MJ/m2,包括东北全部、华中、东部沿海、台湾大部地区等,占全国面积的36.3%。四类地区太阳年幅照总量为3780~5040MJ/m2,包括四川中部、贵州北部、湖南西北部等,占全国面积的3.6%。

二、太阳能热发电形式

在常规的3种太阳能热发电形式中,碟式系统利用抛物面镜将太阳光聚焦到接收器内,传热工质被加热到750℃左右,驱动发动机进行发电。由于碟式反射

镜跟踪太阳运动,克服了塔式系统的余弦损失,又因为碟式系统的聚光比很高,通常为500~2000,聚光表面温度可达到1200~1800℃,因而聚光和光热转换效率提高,系统效率可达30%。碟式系统的不足之处是镜面面积不可能做很大,因此,碟式系统的单机功率一般为1~30kW。

槽式系统以线聚焦方式,利用槽式抛物面聚光镜将太阳光聚焦到管状集热器上,加热带有真空玻璃罩的管内工质,工质可以用水或导热油。集热管随着柱状抛物面反射镜一起跟踪太阳。由于结构原因,槽式系统聚光比一般为50~150,其介质温度一般为300~450℃,目前,国外也有介质温度达到550℃的应用。槽式系统可采用并联方式,将加热的介质集中,因此,单机容量可以较大,不足之处是聚光比较低,集热管散热面积大,因而系统总效率较低,技术难点在于高温集热真空管的加工和制造。

塔式系统是在地面建立1座集热塔,塔顶安装集热器,集热塔周围安装一定数量的定日镜,定日镜将太阳光聚集到塔顶集热器腔体内,通过加热工质产生高温蒸汽,推动汽轮机组发电,工质可以用水或熔融盐。由于集热塔周围可以安装较多的定日镜,因而其聚光比可以很高。塔式系统聚光比一般为200~1000,当塔式系统聚光比为1000时,集热器受光面中心温度可达1200℃以上。通过光热转换产生蒸汽,推动汽轮发电机组发电。采用塔式系统虽然聚光效率受余弦损失影响,但提高介质温度、增大单机容量大大提高了单机效率,因而整体效率要高于槽式系统。塔式系统的这一优势对太阳能热发电的经济运行和实际应用具有重要意义。

因此,太阳能热发电从技术角度可分为2类,一类是发电形式不依赖规模的系统(如碟式太阳能热发电装置),适用于分布式能源系统;另一种是依赖于规模化的热发电系统(如槽式系统、单塔和多塔系统),其介质参数越高,单机容量越大,系统效率就越高,发电成本越低。

三、太阳能发展规模动态

大规模的太阳能热发电应用始于美国的加州,而新开发地区大部分在南欧、北非和中东地区,这些地区具有丰富的太阳能辐射资源,便宜的土地和电量需求。

目前已经投产和在建的太阳能热发电项目名称、装机容量及技术形式见表1、表2、表3、表4。

根据国际太阳能工业联合会的资料,全球太阳能热发电已投入商业运营的有500MW,在建项目1200MW,已经签订PPT购电协议的3200MW。截止到2009年3月,美国太阳能热发电已经投入商业运行的有419MW,全部为槽式太阳能热发电站系统。已列入计划(部分正在建设中)的机组容量6090MW,其中:太阳能塔式发电1845MW,占30.3%;碟式发电2114MW,占34.7%;槽式发电2114MW,占34.7%;其他形式的热发电380MW,占3.6%。

从1985年始,美国在加州沙漠地区相继建成了9座太阳能槽式热发电站,总容量达354MW,年发电量近1.1GW·h,电站系统效率为11.5%~13.6%。美国的内华达太阳#1电站是国际上具有代表性的槽式系统,镜场面积35.7万m2,装机容量64MW,蓄热系统容量约为额定输出负荷连续发电30min,年发电量0.13GW·h。真空吸热管分别由以色列的Solel公司提供30%和德国的Schott公司提供70%,槽式反射镜由德国的Flabeg公司提供。汽轮机采用了西门子70MW再热式汽轮机,由瑞典生产。该电站距拉斯维加斯约40km。

西班牙的PS10电站是目前国际上具有代表性的塔式系统,它以水为工质,机组单机容量11MW,系统效率15.4%,吸热器每小时产生250℃/4MPa的饱和蒸汽,蒸汽量100t/h,通过汽轮发电机组发电,凝汽器背压0.06MPa。凝结水经回热系统除氧和加热。蓄热系统容量为20MW·h,系统由4个水箱组成,在中午太阳辐射能充足时,吸热器生产的一部分250℃/4MPa的蒸汽被储存在蓄热系统中。需要时通过压力降到2MPa后,产生饱和蒸汽进入汽轮机,维持50%负荷连续发电50min。吸热塔设计高度115m,塔身在高度30m处提供了访客平台。吸热器在塔顶部,为提高吸热效率,需尽量减少辐射和对流损失,吸热器采用了合金材料。PS10电站已于2007年投产,并相继要建设PS20等5座太阳能热发电站,总容量300MW,PS20将于2009年年底投产。ANDASOL槽式太阳能热发电站,以导热油为工质,安装2台单机容量50MW机组,也将于今年年底投产。

以太阳能利用和燃气联合循环机组组成的电站也有应用,阿尔及利亚和埃及建设的150MW燃气机组,采用了槽式系统集热。阿尔及利亚的集热面积18万m2,产生30MW热能,埃及的集热面积13万m2,产生约25MW热能,可减少1/6~1/5的燃气用量,每年可减少3~3.7万t的二氧化碳排放。伊朗也准备研发和建设300MW容量的太阳能和燃气组成的联合循环机组,其中太阳能集热容量约为25MW。意大利正在建设1座5MW的太阳能和燃气的联合循环机组,集热器采用槽式系统并采用熔融盐作蓄热介质。

中国资源分布

水能资源分布

中国在20世纪70年代末做了普查,统计了单河理论蕴藏量0.876亿kW·h/a以上的河流3019条,总理论蕴藏量为5.7万亿kW·h/a;加上部分较小河流后,合计为5.92万亿kW·h/a(未统计台湾省水能资源),居世界第一位。经统计,单站装机500kW及以上的可开发水电站共11000余座,总装机容量37853万kW,多年平均年发电量19233亿kW·h。全国各大区和各水系的理论蕴藏量和技术可开发资源的分布。据1993年的初步估算,经济可开发资源为:装机容量29000万kW,多年平均年发电量12600亿kW·h。

中国河川水能资源的特点有:①资源量大,占世界首位。②分布很不均匀,大部集中在西南地区,其次在中南地区,经济发达的东部沿海地区的水能资源较少。而中国煤炭资源多分布在北部,形成北煤南水的格局。③大型水电站的比重很大,单站规模大于200万kW的水电站资源量占50%。已于1994年12月开工的长江三峡工程的装机容量为1820万kW,多年平均年发电量840亿kW·h。位于雅鲁藏布江的墨脱水电站,经查勘研究,其装机容量可达4380万kW,多年平均年发电量2630亿kW·h。

煤炭资源分布

储量丰富,分布面广,品种齐全。据中国第二次煤田预测资料,埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山-秦岭-昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t,占全国总资源量的94%;以南的广大地区仅占6%左右。其中新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%,东北三省占1.6%,华东七省占2.8%,江南九省占1.6%。

中国煤炭资源的种类较多,在现有探明储量中,烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%。其中,原料煤占27%,动力煤占73%。动力煤储量主要分布在华北和西北,分别占全国的46%和38%,炼焦煤主要集中在华北,无烟煤主要集中在山西和贵州两省。

中国煤炭质量,总的来看较好。已探明的储量中,灰分小于10%的特低灰煤占20%以上;硫分小于1%的低硫煤约占65%-70%;硫分1%-2%的约占15%-20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤,下部多高硫煤。

中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。1949年仅产煤炭3243万t,1950年4292万t;1960年达到3.97亿t,1970年3.54亿t,1980年6.20亿t,1990年突破10亿t,1995年达到13.61亿t,1996年增加到13.96亿t,创历史最高年产量记录,占世界总产煤量46.07亿t的30%。1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响,煤炭产量下降到13.73亿t。中国煤炭产量分布很不均衡。1997年超过5000万t的有9个省区。其中,山西居第一,达33840万t,约占全国总产量的 1/4;以下依次为:河南(10520万t)、山东(9090万t),黑龙江(8520万t)、内蒙古(8300万t)、河北(7880万t)、贵州(6600万t)、四川(6220万t)、辽宁(5880万t)。年产煤接近5000万t的有2个省,其中陕西为4950万t,安徽为4900万t 。这11个省区的产量共计10.67亿t,占全国产量的77.7%,其它17个省区的产量只有 3.058亿t,占22.3%。

石油资源分布

石油是存在于地下的一种液态、气态或固态的复杂烃类化合物,主要是烷烃,也有苯环烃和环烷。石油的成分随地区而异,一般含碳84%、氢11%-14%;另外含少量氧、氮和硫等;灰分含量低,约0.05%。石油是由古地质年代有机物质(主要是单细胞植物,如蓝-绿海藻类;单细胞动物,如有孔虫类)沉积后,经过长期物理、化学变化而生成。

根据1993年全国油气资源评价,中国陆上和沿海大陆架沉积盆地总面积约550万km2,石油总资源量940亿t。中国石油资源以陆相油藏为主,含油气盆地分为3个基本类型:东部拉张型盆地、中部过渡型盆地、西部挤压型盆地。全国分为6个含油气区:东部,主要包括东北和华北地区;中部,主要包括陕、甘、宁和四川地区;西部,主要包括新疆、青海和甘肃西部地区;南部,包括苏、浙、皖、闽、粤、湘、赣、滇、黔、桂10省区;西藏区,包括昆仑山脉以南,横断山脉以西的地区;海上含油气区,包括东南沿海大陆架及南海海域。中国石油资源的勘探程度还很低,勘探领域主要是陆相地层。

据美国《油气杂志》的资料,1996年底中国石油探明储量约32.87亿t,居世界第九位。中国石油探明储量随石油地质勘探工作的发展而增加。1949年石油地质储量为0.29亿t,产量为12万t;1959年9月发现大庆油田,1961年石油地质储量达到26亿t;1978年中国石油产量突破1亿t,地质储量达到68.1亿t;1985年石油产量为1.249亿t,地质储量达到116亿t。1990年中国石油产量为1.383亿t,居世界第5位。

中国旅游资源概况

中国国土广袤,山川锦绣,文化灿烂,民族众多而习俗迥异,土产丰饶且工艺绝伦,风味美食更是名扬海外。中国的旅游资源无比丰厚,具有雄厚的潜力和广阔的发展前景。随着中国经济的发展和开放程度的不断深化,旅游业已经成为经济发展新的增长点。目前,中国各地的旅游景区不断增加,基础设施建设不断完善,到中国旅行的外国人逐年增加。 中国旅游资源种类繁多,类型多样。以地貌景观而论,从低于海平面155米的吐鲁番盆地的艾丁湖底,到海拔8848.13米的世界第一高峰——珠穆朗玛峰,绝对高差达9003米。这在世界上是独一无二的。再以旅游气候资源为例,中国有鲜明的立体气候效应,尤其在横断山脉地区,可谓“一山有四季,十里不同天”。

中国是世界文明的发祥地之一,有辉煌的历史和灿烂的文化,流传至今的宝贵遗产构成了极为珍贵的旅游资源。仅仅在1949年新中国成立以来,中国34个省级行政单位中就有29个发现了旧石器时代的遗址。

在中国众多的名胜古迹中,秦始皇陵兵马俑坑和铜车马被誉为世界第八奇迹,已建成的兵马俑博物馆每年吸引上百万游人。敦煌莫高窟的壁画被公认为世界艺术宝库。闻名世界的万里长城,更是每个前往中国的人希望一睹的雄伟风景。此外,中国还有56个民族,每个民族独具特的历史文化和风俗习惯,构成了一幅幅色彩纷呈、引人入胜的人文景观。

分页:12 3

Tags:中国水资源分布  水资源的分布  中国的自然资源  中国水资源  中国土地资源  中国的水资源  中国的土地资源  中国自然资源  中国镍资源  我国风能资源分布  中国的海洋资源 

猜你喜欢

搜索
网站分类
标签列表
后台-系统设置-扩展变量-手机广告-栏目/内容页底部