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关键词：
屋顶光伏系统,可用太阳能资源,能源风险,江苏省
发表时间：
2013-09-26 08:43:30
摘 要：传统的太阳能资源评估方法是直接评估太阳能的理论储量，极少考虑太阳能使用的具体情景。基于防范传统能源使用风险的需要，根据长期观测得到的太阳辐射数据，结合太阳辐射的地理分布特征和利用太阳能的具体情形，选用技术比较成熟且易于并网使用的屋顶光伏系统作为评价依据，借助于ＧＩＳ的空间分析功能，把太阳能的自然属性和社会属性结合起来，建立了屋顶可用太阳能资源评估方法模型，并以江苏省为例对当地可用的太阳能资源进行了评估验证。通过分析发现，与单纯的评估太阳能理论储量相比，用屋顶可用太阳能资源评估方法得出的结果真实可信，更加符合太阳能使用的实际情形，可以直接为当地防范传统能源风险及制定能源发展规划所用。
太阳能是在太阳内部连续不断地发生核聚变反应产生的能量。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为３．８×１０２３ｋＷ 的辐射值，其中二十亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，３０％被大气层反射，２３％被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为８００ ０００亿ｋＷ，约为３４０Ｗ／ｍ２，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧５００万ｔ煤释放的热量。如果把地球表面０．１％的太阳能转为电能，转变率为５％，那么每年发电量可达
５．６×１０１２ ｋＷｈ，相当于目前全世界能耗的４０倍。丰富的太阳辐射能，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价的可再生能源资源，特别是在传统化石燃料的大规模使用给我们带来各种风险的今天，可再生、无污染的太阳能成为防范传统能源风险、实现能源本地化多样化的重要替代资源。开展太阳能资源评估研究已成为一项紧迫而重要的任务。
５．６×１０１２ ｋＷｈ，相当于目前全世界能耗的４０倍。丰富的太阳辐射能，是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价的可再生能源资源，特别是在传统化石燃料的大规模使用给我们带来各种风险的今天，可再生、无污染的太阳能成为防范传统能源风险、实现能源本地化多样化的重要替代资源。开展太阳能资源评估研究已成为一项紧迫而重要的任务。
国内外学者采用不同的方法对太阳能资源状况进行了分析，如国内的王炳忠、龚强等人利用气象观测数据，通过与太阳辐射有关的气象因子间经验关系的辨识，从不同的方面对太阳能资源进行了评估［１～３］。不过，他们得出的结果是理论上的太阳能资源储量。随着ＧＩＳ技术的发展，国际上相关学者开始尝试着把太阳能资源和太阳能利用的具体情况结合起来进行研究。如Ｈｕｌｄ等借助ＧＩＳ技术建立太阳辐射数据库，给出了欧盟的可用太阳能储量的计算方法，对欧盟的太阳能资源进行了研究［４］；Ｍｏｎｅｄｅｒｏ等在对西班牙加纳利群岛（ＣａｎａｒｙＩｓｌａｎｄｓ）的太阳能储量计算中采用了类似的方法，综合太阳辐射数据和环境因子对光伏电池的影响，对当地可利用的太阳能资源发电量进行了估算［５］；Ｈｕｌｄ等把影响太阳能使用的太阳辐射数据和周围环境温度整合到ＧＩＳ系统中，开发了ＰＶＧＩＳ评估模型，让使用者可以自主地进行欧盟内太阳能利用潜力的区域评估［６］。余政达等基于台湾西南的七股区基本情况，从气候、土地利用和生态环境保护这些限制条件入手，使用ＧＩＳ技术，排除不利因子，对当地的可利用的太阳能资源进行了分析［７］。但是这些研究或者只考虑太阳辐射和光伏电池转换效率，或者只是简单地加上环境温度这一因子，没有把光伏电池使用的真实情景进行具体的模拟设计。本文尝试着在前人研究的基础上，结合太阳能资源使用的具体情况——— 屋顶光伏并网系统来建立评估模型，对区域内实际可利用的太阳能资源进行研究，并在江苏省进行了尝试性的评估验证，目的是希望评估结果可以更好为当地防范传统能源风险服务。
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