海南州地區共和縣太陽能資源現狀及開發利用

王宛青

（海南州氣象局，青海 共和 813000）

隨著經濟發展和人口規模擴大，世界已經面臨傳統能源不足危機，同時煤炭等傳統能源燃燒產生環境污染問題已成為影響當前人類生存和發展世界性問題。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、無需運輸，且利用太陽能資源發展產業不會產生污染問題、成本低，在新能源利用中優勢領先。青海海南州地區太陽能、風能開發潛力巨大，全年日照時數2500h以上，風能可用時間頻率在60%以上，目前已實現光伏和風能并網發電3942.5兆瓦，重點推介現代生態農牧業、新型清潔能源、高原文化旅游等產業項目，共29個投資項目成功簽約，簽約總額42.8億元。文章利用海南州共和縣2014-2017年觀測站太陽總輻射量及日照時數等資料對共和縣太陽能資源分析，了解共和縣太陽能資源狀況，為當地太陽能資源合理開發利用提供參考依據。

1 研究區域地理及氣候概況

太陽能資源豐富程度等級劃分標準為，太陽年總輻射量＞6300 MJ/m2，為1級，太陽資源最豐富；太陽年總輻射量5040～6300 MJ/m2，為2級，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，表明太陽能資源豐富；太陽年總輻射量＜3780 MJ/m2，為4級，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共和盆地，南部是鄂拉山區和黃河谷地，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，太陽輻射強烈，全年日照時數2670.4～3036 h，平均日照率61%～69%，平均日照時數6.2～9.4 h，年太陽輻射總量平均165.5千卡/m2，境內蘊藏著豐富光能資源，全縣總面積三分之一地區（倒淌河、塔拉灘、切吉等地）均可開發利用太陽能資源，太陽能發電前景廣闊。

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度表示，由于地球圍繞太陽旋轉運動，地球與太陽之間距離不斷發生變化，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劃分標準，共和縣為太陽能資源最豐富區域。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 年日照時數

日照時間越長，地面獲得太陽輻射越多，反之就越少。統計2014-2017年共和縣全年日照時數和太陽總輻射量得出圖1，共和縣年平均日照時數3455.55 h，年日照時數最多為3500.27 h，在2015年，最少為3406.72 h，在2017年，共和縣年日照時數穩定，近4年相差不大。年日照時數以春季最多，其次是夏季和秋季，冬季最少，春、夏、秋、冬季分別占年總日照時數27.2%、26.8%、26.4%和19.6%。共和縣年日照時數月分布為兩頭多、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數統計

3 共和縣太陽能資料開發利用

近年青海省利用得天獨厚資源優勢，先后出臺清潔能源產業規劃及相關扶持政策，推動綠色能源產業快速發展，將豐富太陽能資源轉化為綠色發展經濟新動能。2011年底投產并網發電的共和光伏電站，位于恰卜恰鎮西南塔拉灘，太陽輻射強，日照時長，光能資源豐富，發電容量30兆瓦，工程出線電壓等級110kV。2013年12月4日共和縣光伏發電園區內世界最大規模水光互補光伏電站——龍羊峽水光互補320兆瓦并網光伏電站正式啟動并網運行，平滑穩定電源在青海省實現從“綠電7日”到“綠電9日”成功實踐中發揮了重要作用。

2017年底青海省實現太陽能發電量113億kWh，居全國第一，集中式光伏電站裝機容量791萬kW，同比增長16%，居全國第二，4個光熱發電項目、2個多能互補集成優化示范工程、2個光伏發電應用領跑基地入選國家示范項目名單，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光伏發電項目，為水光風多能互補集成優化示范項目工程1000兆瓦光伏項目，生態光伏運用，使光伏子陣區風速降低約50%、蒸發量減少約30%，利于遏制地方土地荒漠化，同時植被形成綠色屏障還能改善光伏電站周邊環境，降低風沙對光伏電站發電量造成損失，實現項目“雙贏”。

4 結語

共和縣作為太陽能資源豐富地區之一，在我國西北地區新能源開發利用中占據重要作用，因此當地氣象部門要加強光能資源分析評估，提升精細化數值預報技術，合理掌握太陽能輻射變化周期性，科學調度，并加強災害性天氣預報預警，做好大風、雷電、冰雹等防御，保障光伏電站、電網安全運行。