电力行业太阳能资源评估方法的探讨

梅满

摘   要：工农业生产效率的提升在加快了社会经济发展速度的同时，也使得人们对电力能源需求有所增加，为满足人们对电力资源的使用需求，电力行业加快了对光热发电与光伏发电的探索和建设，太阳能发电成为现今产生电力资源的重要途径。为了避免太阳能发电项目前期工作的盲目性，文章对电力行业太阳能资源评估方法展开分析和研究，以促进电力行业对太阳能资源的开发和利用。

关键词：电力行业;太阳能;资源评估方法

人们生活水平提高的同时也导致了一些环境问题的产生，所以社会生产生活各个领域在发展的同时，也注重了环境保护功能的实现，在电力行业，开发和利用太阳能资源是实现保护环境、缓解全球气候变暖问题的有效措施，所以电力领域应加强对太阳能资源的开发与利用，在这一过程中，需要应用到有效的太阳能资源评估方法。

1    统计反演法

这种太阳能资源评估方法是在数学统计原理的基础上发展起来的，需要进行大量的样本分析，然后建立各要素与太阳辐射之间的统计方程，最后计算出无观测地区的太阳能辐射数值。在建立与太阳能辐射有物理关联的要素时，其来源分为地面观测资料和卫星遥感观测资料两种。基于地面观测资料的统计反演法又称为气候学方法，是在气候学原理的基础之上衍生出来的对太阳辐射量的计算方法，是每个辐射量所用初始值与气候学要素的线性或非线性函数。计算时，根据初始值计算太阳能总辐射量，对初始值的选择有3种，分别为理想大气辐射、天文辐射和晴天总辐射，3种形式有对应的优点及缺点，但是在本质上是一致的，不同处在于对太阳辐射的影响因子，由于不同初始值选择有不同的优缺点，所以实际应用过程中结合计算区域、观测资料的具体情况选择初始值形式。比如在实际情况中湿度、温度、垂直廓线等信息充足，则选择晴天总辐射的形式。如果计算区域内海拔较高，则采用天文辐射的形式。气候学计算中初始值对比如图1所示。

散射辐射、直接辐射两种计算方法在本质上与总辐射有较大的一致性，主要的区别点在于有不同的经验方程形式。就太阳直接辐射而言，其达到地面的过程相对简单，所以在计算方法方面也较为统一。而到达地面的太阳反射辐射，在晴天受大气透明度、太阳高度等的影响，如果在有云的天气中，还受到云的各项性质的影响。因此其计算方式還需结合运量进行[1]。

在太阳能资源评估方法中，气候学方法有其优点和缺点，主要优点有明确的物理意义，无论是何种气候学要素，都与太阳辐射量有一定的关系。在这一基础上，计算过程相对简单，大多数计算形式为一次函数或二次函数。所以能产生较高的计算精度，气候学计算方法是目前太阳能资源评估方法中应用较为广泛和使用较为成熟的一种方法。但是其缺点却包括了地形的遮蔽会带来计算的误差，天气状况变化较大的区域内经验系数可能会导致计算误差的形成，且统计法本身存在一定的局限性，不能满足实际开发利用的需求[2]。

2    物理反演法

太阳辐射经大气层后，到达地面，这一过程中受到空气中的气溶胶、云、水汽等的影响作用，太阳辐射可能被削弱，所以，导致太阳辐射到达地面后发生一定的变化，在这种辐射传输理论上发展起来的物理反演法，是国际上太阳能资源评估方法中的主流方法。从目前的气象台建设情况分析，各种观测项目在水平与垂直空间的分布上，无法为物理反演法提供足够的资料，但是卫星遥感资料能够满足这一要求，所以实施物理反演法的太阳能辐射资源评估方法时，需要利用卫星遥感资料[3]。

3    复杂地形下的计算方法

由于气象台站所处位置基本上都是地形平台的区域，且气候学方法受地势的影响容易发生计算偏差，所以，还需要基于复杂地形下的太阳能资源评估方法。从我国国土面积的整体形势分析，我国是一个多山、多丘陵的国家，复杂的地质条件需要有复杂地形下计算方法的支持，在这一基础上，将复杂地形下太阳总辐射分为散射辐射和直接辐射两部分，分别加以计算。其中坡地散射辐射在计算过程中主要考量的因素包括：太阳与坡地的相对位置、坡地地形的遮蔽影响以及山地发射的影响。在这一过程中，充分利用各种地理数据，能够提高计算的精准度，提高太阳能资源评估效果[4]。

4    结语

综上所述，为了更好地促进电力领域的发展，充分利用太阳能资源，需要应用有效的太阳能资源评估方法，从复杂地形下的计算方法、物理反演法以及统计反演法几种方法的适应情况以及优缺点分析来看，结合不同需求，选择适合的太阳能资源评估方法，提高评估结果的准确性。

[参考文献]

[1]赵华睿，邬晓冬，宋煜，等.太阳能资源评估方法的初步研究[C].北京：第35届中国气象学会年会S6应对气候变化、低碳发展与生态文明建设，2018.

[2]袁云.谈太阳能资源评估及其对项目开发的重要性[J].环境与发展，2017（6）：17-18.

[3]申彦波.我国太阳能资源评估方法研究进展[J].气象科技进展，2017（1）：77-84.

[4]陈莉，余成印，敖日格勒.太阳能光伏发电系统中太阳能资源的评估方法[J].内蒙古科技与经济，2012（8）：68-69.