電力行業(yè)太陽能資源評估方法的探討

梅滿

摘? ?要：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升在加快了社會經(jīng)濟發(fā)展速度的同時，也使得人們對電力能源需求有所增加，為滿足人們對電力資源的使用需求，電力行業(yè)加快了對光熱發(fā)電與光伏發(fā)電的探索和建設，太陽能發(fā)電成為現(xiàn)今產(chǎn)生電力資源的重要途徑。為了避免太陽能發(fā)電項目前期工作的盲目性，文章對電力行業(yè)太陽能資源評估方法展開分析和研究，以促進電力行業(yè)對太陽能資源的開發(fā)和利用。

關鍵詞：電力行業(yè);太陽能;資源評估方法

人們生活水平提高的同時也導致了一些環(huán)境問題的產(chǎn)生，所以社會生產(chǎn)生活各個領域在發(fā)展的同時，也注重了環(huán)境保護功能的實現(xiàn)，在電力行業(yè)，開發(fā)和利用太陽能資源是實現(xiàn)保護環(huán)境、緩解全球氣候變暖問題的有效措施，所以電力領域應加強對太陽能資源的開發(fā)與利用，在這一過程中，需要應用到有效的太陽能資源評估方法。

1? ? 統(tǒng)計反演法

這種太陽能資源評估方法是在數(shù)學統(tǒng)計原理的基礎上發(fā)展起來的，需要進行大量的樣本分析，然后建立各要素與太陽輻射之間的統(tǒng)計方程，最后計算出無觀測地區(qū)的太陽能輻射數(shù)值。在建立與太陽能輻射有物理關聯(lián)的要素時，其來源分為地面觀測資料和衛(wèi)星遙感觀測資料兩種?；诘孛嬗^測資料的統(tǒng)計反演法又稱為氣候?qū)W方法，是在氣候?qū)W原理的基礎之上衍生出來的對太陽輻射量的計算方法，是每個輻射量所用初始值與氣候?qū)W要素的線性或非線性函數(shù)。計算時，根據(jù)初始值計算太陽能總輻射量，對初始值的選擇有3種，分別為理想大氣輻射、天文輻射和晴天總輻射，3種形式有對應的優(yōu)點及缺點，但是在本質(zhì)上是一致的，不同處在于對太陽輻射的影響因子，由于不同初始值選擇有不同的優(yōu)缺點，所以實際應用過程中結合計算區(qū)域、觀測資料的具體情況選擇初始值形式。比如在實際情況中濕度、溫度、垂直廓線等信息充足，則選擇晴天總輻射的形式。如果計算區(qū)域內(nèi)海拔較高，則采用天文輻射的形式。氣候?qū)W計算中初始值對比如圖1所示。

散射輻射、直接輻射兩種計算方法在本質(zhì)上與總輻射有較大的一致性，主要的區(qū)別點在于有不同的經(jīng)驗方程形式。就太陽直接輻射而言，其達到地面的過程相對簡單，所以在計算方法方面也較為統(tǒng)一。而到達地面的太陽反射輻射，在晴天受大氣透明度、太陽高度等的影響，如果在有云的天氣中，還受到云的各項性質(zhì)的影響。因此其計算方式還需結合運量進行[1]。

在太陽能資源評估方法中，氣候?qū)W方法有其優(yōu)點和缺點，主要優(yōu)點有明確的物理意義，無論是何種氣候?qū)W要素，都與太陽輻射量有一定的關系。在這一基礎上，計算過程相對簡單，大多數(shù)計算形式為一次函數(shù)或二次函數(shù)。所以能產(chǎn)生較高的計算精度，氣候?qū)W計算方法是目前太陽能資源評估方法中應用較為廣泛和使用較為成熟的一種方法。但是其缺點卻包括了地形的遮蔽會帶來計算的誤差，天氣狀況變化較大的區(qū)域內(nèi)經(jīng)驗系數(shù)可能會導致計算誤差的形成，且統(tǒng)計法本身存在一定的局限性，不能滿足實際開發(fā)利用的需求[2]。

2? ? 物理反演法

太陽輻射經(jīng)大氣層后，到達地面，這一過程中受到空氣中的氣溶膠、云、水汽等的影響作用，太陽輻射可能被削弱，所以，導致太陽輻射到達地面后發(fā)生一定的變化，在這種輻射傳輸理論上發(fā)展起來的物理反演法，是國際上太陽能資源評估方法中的主流方法。從目前的氣象臺建設情況分析，各種觀測項目在水平與垂直空間的分布上，無法為物理反演法提供足夠的資料，但是衛(wèi)星遙感資料能夠滿足這一要求，所以實施物理反演法的太陽能輻射資源評估方法時，需要利用衛(wèi)星遙感資料[3]。

3? ? 復雜地形下的計算方法

由于氣象臺站所處位置基本上都是地形平臺的區(qū)域，且氣候?qū)W方法受地勢的影響容易發(fā)生計算偏差，所以，還需要基于復雜地形下的太陽能資源評估方法。從我國國土面積的整體形勢分析，我國是一個多山、多丘陵的國家，復雜的地質(zhì)條件需要有復雜地形下計算方法的支持，在這一基礎上，將復雜地形下太陽總輻射分為散射輻射和直接輻射兩部分，分別加以計算。其中坡地散射輻射在計算過程中主要考量的因素包括：太陽與坡地的相對位置、坡地地形的遮蔽影響以及山地發(fā)射的影響。在這一過程中，充分利用各種地理數(shù)據(jù)，能夠提高計算的精準度，提高太陽能資源評估效果[4]。

4? ? 結語

綜上所述，為了更好地促進電力領域的發(fā)展，充分利用太陽能資源，需要應用有效的太陽能資源評估方法，從復雜地形下的計算方法、物理反演法以及統(tǒng)計反演法幾種方法的適應情況以及優(yōu)缺點分析來看，結合不同需求，選擇適合的太陽能資源評估方法，提高評估結果的準確性。

[參考文獻]

[1]趙華睿，鄔曉冬，宋煜，等.太陽能資源評估方法的初步研究[C].北京：第35屆中國氣象學會年會S6應對氣候變化、低碳發(fā)展與生態(tài)文明建設，2018.

[2]袁云.談太陽能資源評估及其對項目開發(fā)的重要性[J].環(huán)境與發(fā)展，2017（6）：17-18.

[3]申彥波.我國太陽能資源評估方法研究進展[J].氣象科技進展，2017（1）：77-84.

[4]陳莉，余成印，敖日格勒.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能資源的評估方法[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2012（8）：68-69.