吐魯番地區(qū)光熱資源的分析與利用建議

熊友良 戚英

摘要 本文利用全國122個站點1951—2000年輻射日數(shù)據(jù)，通過對比重點分析了近40年吐魯番地區(qū)輻射量變化特征。結(jié)果表明，1961—2000年吐魯番地區(qū)光熱資源豐富，呈上升趨勢；據(jù)此提出建議，即在該地區(qū)發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)，以彌補可再生能源少、能源結(jié)構(gòu)單一的缺陷，從而進一步發(fā)展吐魯番農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)，實現(xiàn)經(jīng)濟跨越式發(fā)展。

關(guān)鍵詞 輻射量；光熱資源；利用建議；新疆吐魯番

中圖分類號 P422.1 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）21-0208-01

太陽能光熱資源具有安全可靠、無噪音、無污染、制約少、故障率低、維護簡單等優(yōu)點，其取之不盡、用之不竭，廉價、使用方便，是緩解能源緊張的新途徑[1-2]。地球上太陽能資源分布與各地緯度、海拔高度、地理狀況和氣候條件有關(guān)[3-4]。吐魯番是我國太陽能光熱資源最豐富地區(qū)之一，年均日照時數(shù)長達(dá)3 200 h以上，陽光熱輻射量達(dá)583.93 kJ/cm2，全地區(qū)高達(dá)4 102萬MJ。吐魯番地區(qū)種植大棚蔬菜較其他地區(qū)成本低，冬季無需為大棚保溫花費巨資，更無需投入加溫費用，夏季地表溫度高，可徹底殺滅土壤中病毒、蟲卵，一年四季都可進行蔬菜生產(chǎn)，種植效益高。

1 吐魯番地區(qū)地理及氣候概況

吐魯番位于天山南麓，地貌為“兩山夾一盆”，博格達(dá)山和庫魯克塔格山南北夾峙，中間是吐魯番盆地，盆地最低處為艾丁湖，低于海平面154.4 m。吐魯番地區(qū)屬典型大陸性暖溫帶荒漠氣候區(qū)，是中國夏季氣溫最高地區(qū)，每年6—8月平均氣溫35～37 ℃，極端最高溫度可達(dá)49 ℃，地表溫度超70 ℃，日照充足，熱量豐富，極端干燥，降雨稀少，年平均降水量僅16.6 mm，年平均氣溫13.9 ℃，全年日照時數(shù)3 000～3 200 h，太陽年輻射量583.93～629.55 kJ/cm2，無霜期長達(dá)210 d。

2 吐魯番地區(qū)總輻射與全國對比分析

2.1 年均總輻射量

2.1.1 年均總輻射與全國對比。吐魯番地區(qū)年平均輻射量為570 985.10 MJ/m2，全國122個站點平均年輻射量為508 931.70 MJ/m2，吐魯番地區(qū)較全國年平均輻射量多62 053.4 MJ/m2，在全國122個站點中排名第28位，處于中上位置，屬西北地區(qū)光熱資源較豐富地區(qū)。全國年平均輻射量最多的地方是西藏自治區(qū)“日光城”拉薩，年平均輻射量為746 073.59 MJ/m2；最低點為重慶，年平均輻射量為310 752.54 MJ/m2。吐魯番較拉薩少175 088 MJ/m2，但較重慶多260 233 MJ/m2。全國122個站點，70萬MJ/m2以上有4個；60萬～70萬MJ/m2有18個；50萬～60萬MJ/m2有32個，吐魯番站位居第8位；15個站點在40萬MJ/m2以下?？梢娡卖敺鉄豳Y源在全國范圍內(nèi)屬于很豐富的地區(qū)，而且具有發(fā)展和利用的空間和潛力。

2.1.2 吐魯番年均總輻射量的年際變化。1961—2000年吐魯番地區(qū)年總輻射量呈遞增趨勢（圖1），其中20世紀(jì)80—90年代總輻射量相對較高。

2.2 月均輻射量

吐魯番全年輻射量在全國居第28位，3—10月的光熱資源都大于全國平均水平[5-6]，尤其5—9月在全國排名都在前20位。7—8月輻射資源排名進入全國前10位。從與全國平均差值看，3月開始差值逐漸變大；6月差值最大，達(dá)554 MJ/m2；6—7月和全國平均差值最大，都在599 MJ/m2以上；5月和8月次之；4月和9月再次之。

吐魯番光熱資源具有上升快、下降快、高峰期輻射量大、高峰期停留時間久等特點。吐魯番光熱資源優(yōu)勢集中在3—10月，11月至翌年2月光熱資源均低于全國平均水平，排名在第70～100位。11月至翌年1月吐魯番處于冬季，輻射強度較小，日照時間非常短，是吐魯番光熱資源劣勢月份。

11月、2月、3月是吐魯番一年中變化最快的3個月，11月下降38%，2月上升38%，變化最快的是2—3月，變幅達(dá)54%；4月、5月輻射值也分別以22%、23%速度增長，6—9月是吐魯番高峰期，具有變化緩慢、持續(xù)久的特點，吐魯番光熱資源優(yōu)勢主要集中于這4個月。

3 結(jié)論與建議

分析結(jié)果表明，1961—2000年吐魯番地區(qū)年總輻射量呈遞增趨勢，20世紀(jì)80—90年代總輻射量相對較多。對比分析吐魯番地區(qū)和全國輻射量發(fā)現(xiàn)，全國年平均輻射量最多的地方“日光城”拉薩，年平均輻射量為746 073.59 MJ/m2；最少點為重慶，年平均輻射量為310 752.54 MJ/m2。吐魯番較拉薩少175 088 MJ/m2，但較重慶多260 233 MJ/m2；吐魯番站位居此列第8位。

在吐魯番發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)，能彌補可再生能源少、能源結(jié)構(gòu)單一的缺陷，可進一步發(fā)展吐魯番農(nóng)業(yè)、旅游業(yè)，使經(jīng)濟實現(xiàn)跨越式發(fā)展。因此，提出吐魯番光熱資源利用設(shè)想。一是發(fā)電。從工業(yè)角度出發(fā)，對太陽能資源進行利用，擬建太陽能電站，以國家級能源新區(qū)建設(shè)為契機，展開多角度、多方位研究。二是將太陽能轉(zhuǎn)換為光能，發(fā)展太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，實現(xiàn)各種能源互補，實現(xiàn)跨越式經(jīng)濟發(fā)展。三是吐魯番盛產(chǎn)瓜果，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)貎?yōu)越的水、土、光、熱條件，種植葡萄、哈密瓜、長絨棉、反季節(jié)蔬菜等經(jīng)濟植物。四是吐魯番有豐富的旅游資源，如規(guī)模宏大地下大運河坎兒井、連綿100 km以上的火焰山，世界第二低洼地、海拔-155 m的艾丁湖、青翠欲滴的葡萄溝、世界上唯一與城市相連的庫木塔格沙漠風(fēng)景區(qū)，可利用太陽能發(fā)展吐魯番旅游業(yè)。

4 參考文獻

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