海南州地區(qū)共和縣太陽能資源現(xiàn)狀及開發(fā)利用

王宛青

（海南州氣象局，青海 共和 813000）

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口規(guī)模擴(kuò)大，世界已經(jīng)面臨傳統(tǒng)能源不足危機(jī)，同時(shí)煤炭等傳統(tǒng)能源燃燒產(chǎn)生環(huán)境污染問題已成為影響當(dāng)前人類生存和發(fā)展世界性問題。太陽能資源清潔無污染，取之不盡、用之不竭，在自然界中普遍存在、無需運(yùn)輸，且利用太陽能資源發(fā)展產(chǎn)業(yè)不會(huì)產(chǎn)生污染問題、成本低，在新能源利用中優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先。青海海南州地區(qū)太陽能、風(fēng)能開發(fā)潛力巨大，全年日照時(shí)數(shù)2500h以上，風(fēng)能可用時(shí)間頻率在60%以上，目前已實(shí)現(xiàn)光伏和風(fēng)能并網(wǎng)發(fā)電3942.5兆瓦，重點(diǎn)推介現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)牧業(yè)、新型清潔能源、高原文化旅游等產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，共29個(gè)投資項(xiàng)目成功簽約，簽約總額42.8億元。文章利用海南州共和縣2014-2017年觀測(cè)站太陽總輻射量及日照時(shí)數(shù)等資料對(duì)共和縣太陽能資源分析，了解共和縣太陽能資源狀況，為當(dāng)?shù)靥柲苜Y源合理開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)域地理及氣候概況

太陽能資源豐富程度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)為，太陽年總輻射量＞6300 MJ/m2，為1級(jí)，太陽資源最豐富；太陽年總輻射量5040～6300 MJ/m2，為2級(jí)，表明太陽能資源很豐富；太陽年總輻射量在3780～5040 MJ/m2，為3級(jí)，表明太陽能資源豐富；太陽年總輻射量＜3780 MJ/m2，為4級(jí)，說明太陽能資源一般。其中春季為3-5月，夏季為6-8月，秋季為9-11月，冬季為12月至翌年2月。

共和縣位于青海省東北部（35.5°～37.2°N、99°～101.5°E），以高原山地為主，北部是日月山隆起帶及青海湖盆地，中部是青海南山及山南側(cè)共和盆地，南部是鄂拉山區(qū)和黃河谷地，平均海拔3200 m，最高峰鄂拉山切龍崗，海拔5290 m，黃河谷地龍羊峽海拔最低，2460 m。共和縣屬高原大陸性氣候，溫涼且晝夜溫差大，日照充足，干旱少雨，年平均氣溫4.1℃，年均降水量250～450 mm。由于海拔高，干燥少云，空氣稀薄、潔凈，陽光燦爛，日照充足，太陽輻射強(qiáng)烈，全年日照時(shí)數(shù)2670.4～3036 h，平均日照率61%～69%，平均日照時(shí)數(shù)6.2～9.4 h，年太陽輻射總量平均165.5千卡/m2，境內(nèi)蘊(yùn)藏著豐富光能資源，全縣總面積三分之一地區(qū)（倒淌河、塔拉灘、切吉等地）均可開發(fā)利用太陽能資源，太陽能發(fā)電前景廣闊。

2 共和縣太陽能資源特征分析

2.1 年太陽輻射量

太陽輻射量大小采用太陽輻射強(qiáng)度表示，由于地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，地球與太陽之間距離不斷發(fā)生變化，因此一年中接收到的太陽輻射逐月存在差異。2014-2017年共和縣年均太陽輻射量7636.51 MJ/m2，最多年份7812.71 MJ/m2，在 2014 年，最少年份 7281.62 MJ/m2，在 2017 年，相差531.09 MJ/m2，按照太陽能資源豐富等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，共和縣為太陽能資源最豐富區(qū)域。太陽輻射量變化受地方天氣影響較大，以3月最多，712.63 MJ/m2，9月最少，為557.95 MJ/m2；一年中，共和縣太陽總輻射量依次排列為：春季最多，為2061.46 MJ/m2，夏季次之，為 1934.62 MJ/m2，秋季最少，為1818.39 MJ/m2，冬季略多于秋季，為 1822.06 MJ/m2。

2.2 年日照時(shí)數(shù)

日照時(shí)間越長(zhǎng)，地面獲得太陽輻射越多，反之就越少。統(tǒng)計(jì)2014-2017年共和縣全年日照時(shí)數(shù)和太陽總輻射量得出圖1，共和縣年平均日照時(shí)數(shù)3455.55 h，年日照時(shí)數(shù)最多為3500.27 h，在2015年，最少為3406.72 h，在2017年，共和縣年日照時(shí)數(shù)穩(wěn)定，近4年相差不大。年日照時(shí)數(shù)以春季最多，其次是夏季和秋季，冬季最少，春、夏、秋、冬季分別占年總?cè)照諘r(shí)數(shù)27.2%、26.8%、26.4%和19.6%。共和縣年日照時(shí)數(shù)月分布為兩頭多、中間少，7月最多，為317.12 h，其次是6月，為305.97 h，2月最少，為258.6 h，12月為次少。

圖1 2014-2017年共和縣年太陽總輻射量及年日照時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)

3 共和縣太陽能資料開發(fā)利用

近年青海省利用得天獨(dú)厚資源優(yōu)勢(shì)，先后出臺(tái)清潔能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及相關(guān)扶持政策，推動(dòng)綠色能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，將豐富太陽能資源轉(zhuǎn)化為綠色發(fā)展經(jīng)濟(jì)新動(dòng)能。2011年底投產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電的共和光伏電站，位于恰卜恰鎮(zhèn)西南塔拉灘，太陽輻射強(qiáng)，日照時(shí)長(zhǎng)，光能資源豐富，發(fā)電容量30兆瓦，工程出線電壓等級(jí)110kV。2013年12月4日共和縣光伏發(fā)電園區(qū)內(nèi)世界最大規(guī)模水光互補(bǔ)光伏電站——龍羊峽水光互補(bǔ)320兆瓦并網(wǎng)光伏電站正式啟動(dòng)并網(wǎng)運(yùn)行，平滑穩(wěn)定電源在青海省實(shí)現(xiàn)從“綠電7日”到“綠電9日”成功實(shí)踐中發(fā)揮了重要作用。

2017年底青海省實(shí)現(xiàn)太陽能發(fā)電量113億kWh，居全國(guó)第一，集中式光伏電站裝機(jī)容量791萬kW，同比增長(zhǎng)16%，居全國(guó)第二，4個(gè)光熱發(fā)電項(xiàng)目、2個(gè)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程、2個(gè)光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)跑基地入選國(guó)家示范項(xiàng)目名單，其中海南州基地建成光伏349萬kW。2018年在建共和縣塔拉灘850兆瓦龍羊峽水光互補(bǔ)光伏發(fā)電項(xiàng)目，為水光風(fēng)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范項(xiàng)目工程1000兆瓦光伏項(xiàng)目，生態(tài)光伏運(yùn)用，使光伏子陣區(qū)風(fēng)速降低約50%、蒸發(fā)量減少約30%，利于遏制地方土地荒漠化，同時(shí)植被形成綠色屏障還能改善光伏電站周邊環(huán)境，降低風(fēng)沙對(duì)光伏電站發(fā)電量造成損失，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目“雙贏”。

4 結(jié)語

共和縣作為太陽能資源豐富地區(qū)之一，在我國(guó)西北地區(qū)新能源開發(fā)利用中占據(jù)重要作用，因此當(dāng)?shù)貧庀蟛块T要加強(qiáng)光能資源分析評(píng)估，提升精細(xì)化數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)，合理掌握太陽能輻射變化周期性，科學(xué)調(diào)度，并加強(qiáng)災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)預(yù)警，做好大風(fēng)、雷電、冰雹等防御，保障光伏電站、電網(wǎng)安全運(yùn)行。