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太阳能光伏发电资源评估分析

太阳能资源评估分析
1.我国太阳能资源分布:
我国地处北半球,土地辽阔,幅员广大,国土总面积960万平方公里。

在我国广阔富饶的土地上,有着丰富的太阳能资源。

如下图一为我国太阳能资源分布情况:
图一
按照各地区太阳能辐射总量可以将我国划分为五类地区,如下表一所示:
注: 1
表一
由此可知我们太阳能资源最丰富的地区为西藏西部、宁夏北部、甘肃北部、新疆南部、青海西部、内蒙古南部等地区。

国家发改委根据各地太阳能资源条件和建设成本,将全国分为三类太阳能资源区,相应制定光伏电站标杆上网电价。

如下表二所示:
表二
基于太阳能资源条件和建设成本等方面的考虑,可得知我国最为适合建造光伏电站的地区是:宁夏、青海海西、甘肃嘉峪关、武威、张掖、酒泉、敦煌、金昌,新疆哈密、塔城、阿勒泰、克拉玛依,内蒙古巴彦淖尔盟、鄂尔多斯市、呼和浩特市、包头市、阿拉善盟、锡林郭勒盟、乌兰察布盟。

2.影响因素分析
影响太阳能资源的因素主要有:
1.天文因素太阳常数(1367W/m2)、日地距离、太阳赤纬角、太阳
高度角、太阳方位角、时角
2.地理因素纬度、经度、海拔高度、地形、地表反射率
3.气象环境因素云量、气溶胶、水汽、臭氧、空气分子、沙尘、雾霾
4.社会因素政策、电网接入、交通等其他因素
气象环境的差异是造成太阳能资源局地性差异的关键。

结合已知我国太阳能资源分布情况,可知我国适宜建设光伏电站项目的地区为我国的西北部五省地区:新疆、青海、内蒙、宁夏、甘肃。

西部五省地区关于光伏电
站项目建设的特点有:
1)土地以未利用荒漠、戈壁、退化草场为主;(土地成本相对较低,容量可扩展空间大)
2)许多地方建立光伏产业园区;(土地、接入、交通等边界条件政府已经落实)3)地质状况普遍良好,山地少,建筑施工等相关费用相对较低并可控。

综合各方面因素现将几个主要影响因素列出并解释说明:
总辐射
太阳总辐射由太阳直接辐射与散射辐射组成,是反映一个地区太阳能资源丰富程度一个重要的指标。

日照时数
日照时数是指太阳每天在垂直于其光线的平面上的辐射强度超过或等于120W/m2的时间长度。

日照时数是影响地面获得太阳能量的一个重要因素。

在太阳辐照度水平相近的区域,正常情况下日照时数愈长,则地面所获得的有效太阳辐射能量就愈多。

直射比
太阳能发电主要是靠“直接辐射”,根据公式:直射比=直接辐射量/总辐射量,可得知直射比的占比随着大气光学质量或者天空的阴云程度的增加而减少,所占比例越高则反映出该地区天空晴朗,空气光学质量越好。

说明在同等总辐射量的情况下直射比越高,则太阳能发电量越高。

其他几个主要气候影响因素:
气温
光伏设备的工作环境有一定的温度范围,参照气象站提供的各类相关气象数据,拟选场区的气温条件对光伏设备的可靠运行及安全性没有影响。

风力
风对太阳能电站的影响,主要体现在对组件温度、物理损坏和磨蚀与尘降影响。

降尘和沙尘暴
漂浮在空中的沙尘会使到达地面的太阳辐射量减少。

沉积在太阳能电池表面的沙尘对电池性能的影响很大。

附着在光伏电池上的沙尘会反射部分到达电池的太阳辐射,降低电池转化率,还会引起跟光装置失效。

降尘对电池开路电流、最大输出功率、填充因子都表现出不良影响。

甘肃:
甘肃省各地年太阳总辐射量在4700~6350MJ/㎡,其地理分布有自西北向东南递减的规律,河西走廊大部分地区年太阳总辐射>6000MJ/㎡。

甘肃省各地年太阳日照时数在1631~3319h,甘肃省年日照时数分布亦由西北向东南逐渐减少,河西走廊及祁连山中西部北坡浅山区大部分在2900h以上。

其中河西走廊的酒泉、张掖、嘉峪关全部地区年太阳总辐射量>6100MJ/㎡,年日照时数2900~3319h,日照百分率>64%,每年太阳日照时>6h的天数在290d以上,太阳能资源稳定。

包括金昌、武威、民勤的全部,定西、兰州市、临夏部分地区年太阳总辐射量在5400~6100MJ/㎡之间,年日照时数2600h以上,日照百分率>58%,每年太阳日照时数>6h 的天数在260d以上,本区大部分地区太阳能资源稳定。

甘肃省:项目数量: 186个项目规模:6320MWp
敦煌:
酒泉:
嘉峪关:
张掖:
武威:
金昌:
新疆:
新疆各地年太阳辐射总量为5000 MJ/m2~6500MJ/m2,年平均值为5800MJ/m2,年总辐射量比同纬度地区高10%~15%。

太阳辐射峰值出现在东疆和南疆东部一带,最低值出现在博州、阿尔泰和天山北麓部分地区。

东南部太阳总辐射量在5800 MJ/(m2·a)以上,西北部约5200 MJ/(m2·a)。

新疆各地年太阳日照时数在2550-3500h 之间,年日照百分率为60%~80%,全疆日照6h 以上的天数在250~325 天,
哈密是新疆太阳能资源最好的地区之一,年平均太阳总辐射量为6214.66MJ/m2,全年日照时数3170h—3380h。

新疆自治区:项目数量: 166个项目规模:3875.4MWp 哈密:
塔城:
阿勒泰:
克拉玛依:
新疆Ⅱ类地区光伏电站项目
阿克苏地区项目数量:21个项目规模:440MWp 巴音郭楞州项目数量:22个项目规模:480WMp 和田地区项目数量:20个项目规模:400WMp 吐鲁番地区项目数量:24个项目规模: 583.4WMp 喀什地区项目数量:12个项目规模:240 WMp 博尔塔拉州项目数量:8个项目规模:190 WMp 昌吉自治州项目数量:6个项目规模:182 WMp
青海(海西):
青海省太阳辐射年总辐射量在6500MJ/m-7320MJ/㎡之间,,柴达木盆地普遍在6800MJ/㎡以上,西北部的冷湖地区超过7000MJ/㎡,为青海省年总辐射量最大的地区,整个青海地区,由西北向东南向年总辐射量逐渐减小,省区正东部的民和、循和、西宁等地区是全省辐射量最小的区域。

青海省各地年太阳日照时数在2550-3350h 之间,中直接辐射量占总辐射量的60%以上,省内年总辐射量仅次于西藏高原,日照百分率达51-85%,全省太阳总辐射的空间分布特征是西高东低.
海西蒙古族藏族自治州现辖德令哈、格尔木两市,都兰、乌兰、天峻三县和大柴旦、冷湖、茫崖三个行政委员会,简称海西州或海西。

海西是全省辐射量最多的地区,全州年总辐射量在6600~7200MJ/㎡之间,其中冷湖最高达7117 MJ/㎡。

年太阳日照时数在3000~3400h,其中冷湖多达3442.6h。

除德令哈,乌兰日照百分率小于70%外,其余地区均在70%以上,冷湖最高达78%。

青海省:项目数量: 151个项目规模:3915.58MWp
格尔木:
德令哈:
乌兰:
青海Ⅱ类地区光伏电站项目
海南州共和县数量:41个规模:1580MWp 海北州刚察县数量:12个规模:150MWp
宁夏:
宁夏省太阳辐射量年均在4950 MJ/m2~6100MJ/ ㎡之间,区域内太阳辐射分布年际变化较稳定,因地域不同具有一定的差异,其特点是北部多于南部,尤以灵武、同心地区最高,可达6100MJ/㎡。

全区以引黄灌区与中部干旱带的盐池、同心以北地区太阳能较高且分布也较均匀,在5864 MJ/㎡~6100MJ/㎡之间。

宁夏省年均日照小时数在2250h-3100h之间,年日照百分率为64%左右。

在开发利用太阳能方面有着得天独厚的优越条件——地势海拔高、阴雨天气少、日照时间长、辐射强度高、大气透明度好。

宁夏省:项目数量: 161个项目规模:3688.23MWp
中卫:
吴忠:
石嘴山:
固原:
银川市项目数量:21 规模:650.4
内蒙:
内蒙自治区:项目数量: 252个项目规模:9442.59MWp
巴彦淖尔盟数量:38 规模:1120MWp
鄂尔多斯市数量:20 规模:1310.71MWp
呼和浩特市数量:21 规模:974MWp
包头市数量:21 规模:461MWp
阿拉善盟数量:26 规模:905MWp
锡林郭勒盟数量:17 规模:570MWp
乌兰察布市数量:42 规模:2101.8MWp
内蒙Ⅱ类地区光伏电站项目
赤峰市数量:20 规模:495.8MWp
通辽市数量:23 规模:859MWp
乌海市数量:8 规模:165MWp
兴安盟数量:6 规模:210MWp。

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