辽宁省朝阳市朝阳县太阳能资源分析

辽宁省朝阳市朝阳县太阳能资源分析

太阳能是取之不尽、用之不竭的能源，也是绿色无污染的清洁能源。发展太阳能利用，不仅对缓解传统石油、煤炭等资源短缺、保护生态环境有着重要的意义，同时可以带动相关产业发展，形成新的经济增长点，带动地方社会和经济发展。

1.1 我国太阳能资源情况

太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率为5%，每年发电量可达5.6×1012万千瓦时，相当于目前世界上能耗的40倍左右。

我国太阳能资源丰富，有2/3的国土面积年日照时间在2200小时以上，每年地表吸收的太阳能大约相当于17000亿吨标准煤。从太阳能分布区域上看，高原大于平原，内陆大于沿海，气候干燥地区大于气候湿润地区，其中青藏高原为辐射高值区，中心在雅鲁藏布江流域一带，高值带由此向东北延伸，内蒙古高原也为一相对的高值区，辐射资源相对最低的地区为四川盆地。把大于1050千瓦时/平方米.年（KWh/㎡.a）作为我国太阳能资源丰富的可利用区，则约占我国面积的96%以上。我国太阳能资源分布见表1.1-1。

表1.1-1 我国太阳能资源分布

名 称 类

别

指标

（KWH/

㎡.A）

占国土

面积

地 区

极丰

富带

Ⅰ ≥1750 17.4% 西藏大部、新疆南部以及青海、甘肃和内蒙古西部

很丰富带 Ⅱ

1400～

1750

42.7%

新疆大部、青海和甘肃东部、宁夏、陕西、山西、河北、

山东东北部、内蒙古东部、东北西南部、云南、四川西

部

丰富

带

Ⅲ

1050～1450

36.3%

黑龙江、吉林、辽宁、安徽、江西、陕西南部、内蒙古东北部、河南、山东、江西、浙江、湖南、湖北、福建、

广东、广西、海南东部、四川、贵州、西藏东南角、台

湾 一般带 Ⅳ <1050

3.6%

四川中部、贵州北部、湖南西北部

图1.1-1 全国太阳能资源分布图

我国太阳能资源的年分布，总的来看具有高原大于平原、内陆大于沿海和气候干燥区大于气候湿润区等特点。青藏高原为一稳定的辐射高值区，高值中

心在雅鲁藏布江流域一带，我国太阳年总辐照量最大值可达到2450kW·h／㎡(相当于280W／㎡)以上。高值带由此向东北延伸，内蒙古高原也为一相对的高值区，等值线在高原东部边缘密集。与青藏高原东部紧邻的四川盆地辐照量很快下降，为我国辐射资源相对较低的地区。其中：

Ⅰ 太阳能资源极丰富带的地区：西藏大部分、新疆南部以及青海、甘肃和内蒙古西部，这些地区的年太阳辐照量超过1750kW·h/（㎡·a），而且月季最大与最小可利用日数的比值较小，年变化较稳定，是太阳能资源利用条件最佳的地区。

Ⅱ 太阳能资源很丰富带的地区：新疆北部、东北地区及内蒙古东部、华北及江苏北部、黄土高原、青海和甘肃东部、四川西部至横断山区以及福建、广东沿海一带和海南岛，该区仅次于资源最丰富带，年太阳辐照量为1400～1750kW·h/（㎡·a）。本区可利用日数的年变化还比较稳定，但在横断山区和东南沿海区，最大与最小值可利用日数之比值已大于2.0，不利于太阳能利用的季节明显地增加了。

Ⅲ 太阳能资源丰富带的地区的年太阳辐照量为1050～1400kW·h/（㎡·a），它主要分布在我国东南丘陵区、汉水流域以及四川、贵州、广西西部等地区。在这个区域中，月季最大与最可利用日数之比值均大于2.0，也就是说，一年中可利用日数出现了明显的变化，而且其中最小值出现的季节已不利于太阳能的利用。

Ⅳ 太阳能资源一般带，川黔区为太阳能资源一般带，此区年太阳辐照量为不足1050kW·h/（㎡·a），是我国太阳辐射资源最小的地区。此区域中的重庆，冬季日照时数大于6h的天数仅为1～2d，除夏季7、8两个月日照时数大于6h的天数平均为18d外，其余月份均小于9d。

1.2辽宁省太阳能资源概况

日照时数多寡对到达地面的太阳辐射量有很大影响，因此是反映太阳能资源状况的一个重要气象要素。辽宁省各地的年均日照时数为2139～2938，最低值出现在辽东山区的草河口县，最高值出现在辽西北的建平县，辽宁省年平

均日照时数为2543h。全省日照时数分布(图1.2-1)呈由西向东减少形势，辽西山区和辽北边界地区日照时数较多，在2800h以上；东部山区日照时数较少，在2500h以下。云量是影响日照时数的重要因子，日照时数的空间分布与全省西北干旱少云、东部多雨多云的气候特点相符。与我国其它地区相比，辽宁省日照时数相对较多，属我国日照丰富的省份。推算出全省平均年太阳辐射量为500Mj/㎡，各地年太阳总辐射量为(4513～5344)Mj/㎡，辐射量最大值出现在南部海岛上的长海县，最小值出现在草河口县。太阳总辐射分布主要受气候和地形影响，分布形势(图b)大致是由西至东减弱，与降水量分布相反、与日照分布相一致。辽西和沿海地区辐射量较大，东部山区辐射量较小。

下图为辽宁省太阳总辐射空间分布图。

图1.2-1 辽宁辐射量、日照时数分布

1.3光伏电站区域气象条件及太阳能资源

1.3.1 朝阳地区气象条件

朝阳县位于辽宁省西部，地理坐标为北纬40°55′-41°54′，东经119°52′-120°47′（县城北纬41°43′、东经120°27′）。东与锦州

市接壤，西与建平县、喀左县为邻，南与葫芦岛市、建昌县毗连，北与北票市及内蒙古自治区敖汉旗为界。东北距沈阳316千米，西南距北京518千米。总面积3762/3757平方千米。

朝阳县地处中纬段，属于温带大陆性季风气候区。北部受蒙古高原高压影响较大气候大陆性特性特征显著。东南部距渤海虽不足百公里，但由于受燕山山脉阻隔，南来暖湿气流不能流入境内，所以形成半干旱半湿润的易旱地区。境内四季雨热同期，日照充足，昼夜温差较大。全县年平均日照时数达2861.7小时，太阳总辐射量为140.7千米/平方厘米，全县光能条件优越，属全省高值区。

拟建场区水平面接受的太阳辐射主要受当地太阳高度角、大气透明度、海拔高度及日照时数等因素的影响。现将拟建场址和朝阳气象站所在地上述因素影响简要分析如下：

1、太阳高度角

太阳高度角是太阳光线与地表水平面之间的夹角。太阳高度角大，辐射就强；反之，辐射就弱。工程场区与朝阳气象站两地的太阳高度角差距较小，在正常天气情况下两地太阳辐射强度基本相同。

2、大气透明度

大气透明度是表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数。云量的多少、云层的厚度以及阴雨、沙尘天数等对太阳辐射的影响也很大，云层越厚，云量越多，对太阳辐射的削弱越多，到达地面的太阳辐射能量就越少；阴雨、沙尘天数越多，相对大气透明度就越低，日照时数也相应会减少，太阳辐射也随之减少。两地气候特征及天气状况类似，两地晴好天气接近，天气状况差异很小。但是随着近年来朝阳经济的快速发展和城市规模的不断扩大，市区大气污染有所加重，大气透明度有所下降，因此，场区的大气透明度要优于朝阳气象站。

3、地理纬度

地理纬度是影响太阳辐射能量的因素之一，纬度接近的地区太阳辐射能量也相对比较接近。北半球太阳辐射能力一般随着纬度增加而减少，拟建场区与朝阳气象站距离21公里，因此气象站具有代表性。

4、海拔高度