贵阳市太阳能资源评估分析

贵阳市太阳能资源评估分析
袁小康;谷晓平
【摘要】In order to make full use of the solar energy resources,the data of global solar radiation and sunshine duration of Guiyang City from 1961 to 2010 were evaluated . The results showed that the mean value of global solar radiation of Guiyang from 1980 to 2010 was 3578 MJ/(m2·a), which was common, and the steady grade of solar energy resources was 3. 9, which was relatively stable. The days of the sunshine duration ≥6 h were between 63 d and 166 d in the whole year, meanwhile, the solar energy resources of July, August and September were the most abundant around the year.%为充分利用贵阳市太阳能资源,应用贵阳市1961-2010年太阳总辐射及日照资料对贵阳市太阳能资源进行了分析和评估.结果表明,贵阳市1980-2010年30 a总辐射气候平均值为3 578 MJ/(m2·a),属于资源一般区;贵阳市太阳能资源稳定程度是3.9,属比较稳定型,全年日照时数≥6h的天数在63～166d,7月、8月和9月是贵阳市太阳能资源利用价值最高的月份.
【期刊名称】《贵州农业科学》
【年(卷),期】2012(040)008
【总页数】3页(P108-109,113)
【关键词】太阳能;资源评估;太阳总辐射;日照时数;贵阳
【作者】袁小康;谷晓平
【作者单位】贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001;贵州省山地气候与资源重点实验室,贵州贵阳550002;贵州省山地气候与资源重点实验室,贵州贵阳550002;贵州省山地环境气候研究所,贵州贵阳550002
【正文语种】中文
【中图分类】S161.1
近年来，随着社会经济的快速发展，能源短缺问题日益显现。

为促进经济的可持续发展，合理开发利用可再生能源是缓解能源短缺问题的有效途径。

太阳能作为永久性能源，具有无污染、清洁可再生、自然界普遍存在和无须运输等优点，被国际公认为未来最有竞争力的能源之一［1］。

我国很多地区对当地太阳能资源进行评估，并对太阳能资源的开发利用前景进行分析［2－3］。

贵阳市地处低纬度高海拔的高原地区，市中心位于E106°27′、
N26°44′附近，海拔约1 100 m，处于费德尔环流圈，常年受西风带控制，属于亚热带湿润温和型气候，兼有高原性和季风性气候特点［4］。

目前，尚未有对贵阳市太阳能资源方面的研究报道。

为了解贵阳市太阳能资源状况，为相关部门开发利用太阳能资源提供参考，笔者等利用贵阳市1960－2010年共50a的太阳总辐射和日照时数观测资料，对贵阳市的太阳能资源进行分析和评估。

1 材料与方法
1.1 数据来源
太阳总辐射和日照时数是表征太阳能资源的两个重要指标，是太阳能资源利用分析的基础资料。

文中所用的贵阳市气象站1961—2010年总辐射和日照时数资料，由贵州省气候中心提供。

1.2 方法
1）统计逐年太阳总辐射和逐年日照时数、逐月总辐射和逐月日照时数，并对逐年太阳总辐射进行多项式拟合分析，对贵阳市太阳能资源丰富程度进行评估。

2）利用公式进行太阳能资源稳定度评估。

太阳能资源稳定程度用1年中各月日照时数＞6h的天数最大值与最小值的比值表示［5］，可以反映当地太阳能资源全
年变幅。

比值越小，太阳能资源全年变化越稳定，就越利于太阳能资源的利用。

太阳能资源稳定程度计算公式如下：
式中，K 为太阳能资源稳定程度指标，无量纲数；Day1，Day2ΛDay12 为1至
12月各月日照时数＞6h天数。

2 结果与分析
2.1 太阳能资源丰富程度评估
2.1.1 逐年太阳总辐射分布特征图1看出，1961—2010年贵阳市总辐射年际变化较大，最大值为448
3.23MJ／（m2·a），最小值为2886.50MJ／（m2·a），多
年平均总辐射量为3646.63MJ／（m2·a）。

图1 1961—2010年贵阳市年总辐射变化Fig.1 Annual variations of global solar radiation in Guiyang City from 1961to 2010
从多项式拟合（趋势方程：y＝－0.001 8x4 ＋0.188 3x3－5.215 6x2 ＋12.754x
＋400 1.8，R2 ＝0.447 3）趋势变化看，50a总辐射大体可分为2个阶段：第1
阶段（1961—1987年）呈下降趋势，第2 阶段（1987—2010年）呈增加趋势。

从年际变化看，20世纪60年代10a平均值为3 884.68MJ／m2，高于多年平均值；70年代开始减少，10a平均值为3 602.80MJ／m2，接近多年平均值；80
年代10a平均值3 332.57MJ／m2；90 年代开始上升，10a平均值 3 508.12MJ ／m2；21世纪前10a平均值为3 904.98MJ／m2，是总辐射量最多的时段。

2.1.2 逐月总辐射分布特征由图2知，总辐射的月分布呈双峰型，5月有一个峰值
（383.60MJ／m2），最高峰值出现在7月份，其值为459.35MJ／m2。

月总辐
射最小值出现在12月，其值为156.70MJ／m2。

7—9月是贵阳市太阳能资源最
丰富的时段。

2.1.3 丰富程度评估贵阳市1980—2010年30a总辐射平均值为3 578MJ／
（m2·a），根据太阳能资源丰富程度等级评估标准［3］（＞6 300，资源最丰富；
5 040～
6 300，资源很丰富；3 780～5 040，资源丰富；＜3780，资源一般）判断，贵阳市属于太阳能资源一般区。

图2 贵阳市1961—2010年月平均总辐射与月平均日照时数Fig.2 Distribution
of monthly mean global solar radiation and sunshine duration in Guiyang City
图3 1961—2010年贵阳市逐年日照时数Fig.3 Annual variations of sunshine duration in Guiyang City from 1961to 2010
2.2 太阳能资源利用价值评估
2.2.1 逐年日照时数分布图3 可以看出，贵阳市多年平均日照时数为1 170.65h，1961—1969 年连续9a大于多年平均值，1989—2010 年连续22a少于多年平均值，其余年份在平均值上下波动。

最大值出现在1963 年，为1 788.5h；最小值
出现在2008年，为865.2h。

其线性方程为y＝－11.75x＋1 470.3，R2＝0.681 8，从线性趋势看，贵阳市日照时数呈减少趋势。

2.2.2 逐月日照时数分布由图2 可知，贵阳市多年月平均日照时数分布情况与总辐射的逐月平均分布情况基本一致，也呈双峰型。

最大值出现在8月份，其值为165.58h；5月有一小峰值（115.71h），最小值出现在1 月，其值为44.06h。

7—9 月是贵阳市太阳能资源最有利用价值的时段。

2.2.3 利用价值评估利用各月日照时数大于6h的天数为指标，反映1天中太阳能资源的利用价值（1天中日照时数小于6h的，其太阳能一般没有利用价值）。

统
计发现，贵阳市每年日照时数≥6h的天数为63～166d，30a平均天数为97.6d，稍多于全年四分之一的时间，可见，贵阳市太阳能资源利用价值一般。

但是，7月（13.2d）、8月（14.2d）和9月（10.9d）3个月份的日照时数≥6h的天数较多，30a的平均值都在10d以上，说明，贵阳市7 月、8月和9月的太阳能资源有一
定利用价值。

2.3 太阳能资源稳定度评估
对贵阳市历年各月日照时数≥6h的天数平均值分析结果表明，贵阳市各月日照时
数≥6h 的天数平均值最大值出现在8月，30a平均为14.2d；最小值出现在1月，30a平均为3.6d，太阳能资源稳定度（K 值）约为3.9。

根据太阳能资源稳定程度等级［3］标准（＜2，稳定；2～4，较稳定；＞4，不稳定）判断，贵阳市的太阳能资源比较稳定，可进行太阳能资源的开发利用。

3 结论与讨论
1）1961 —2010 年的50年贵阳市总辐射和日照时数年际变化大，且季节变化明显。

主要表现在夏季最丰富，冬季最差。

各季总辐射和日照时数也呈现较大的年际变化。

从太阳能资源的变化趋势来看，贵阳市的太阳能资源有微弱的下降趋势。

2）贵阳市1980—2010年30年总辐射平均值为3 578MJ／（m2·a），根据国
家气象局的太阳能资源评估标准，贵阳市属于资源一般区。

3）贵阳市每年日照时数≥6h的天数为63～166d，30a（1980—2010年）平均
天数为97.6d，稍多于全年四分之一的时间，各月日照时数≥6h 的天数的多年平
均值在3.6～14.2d，可见，贵阳市太阳能资源利用价值一般。

但7月、8月和9
月3 个月份日照时数≥6h的天数较多，30a的平均值都在10d以上，有一定利用价值。

4）贵阳市虽然太阳能资源一般，但比较稳定（资源稳定度为3.9），尤其是7月、8月和9月3个月的日照时数较长，有一定利用价值。

建议选择性对贵阳市的太
阳能资源进行合理的开发利用。

［参考文献］
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［1］李岩.青海省太阳能资源现状及发展前景［J］.青海科技，2011（5）：6－11.
［1］蔡宏，赵岩，曾昭振.基于遥感的贵阳市热环境效应对比［J］.贵州农业科学，2011，39（7）：209－212.
［1］中国气象局.太阳能资源评估方法QX／T89－2008［M］.北京：气象出版社，2008：1－7.。