電力行業太陽能資源評估方法的探討

梅滿

摘? ?要：工農業生產效率的提升在加快了社會經濟發展速度的同時，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，電力行業加快了對光熱發電與光伏發電的探索和建設，太陽能發電成為現今產生電力資源的重要途徑。為了避免太陽能發電項目前期工作的盲目性，文章對電力行業太陽能資源評估方法展開分析和研究，以促進電力行業對太陽能資源的開發和利用。

關鍵詞：電力行業;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境問題的產生，所以社會生產生活各個領域在發展的同時，也注重了環境保護功能的實現，在電力行業，開發和利用太陽能資源是實現保護環境、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? ? 統計反演法

這種太陽能資源評估方法是在數學統計原理的基礎上發展起來的，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計方程，最后計算出無觀測地區的太陽能輻射數值。在建立與太陽能輻射有物理關聯的要素時，其來源分為地面觀測資料和衛星遙感觀測資料兩種。基于地面觀測資料的統計反演法又稱為氣候學方法，是在氣候學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學要素的線性或非線性函數。計算時，根據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種形式有對應的優點及缺點，但是在本質上是一致的，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缺點，所以實際應用過程中結合計算區域、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。如果計算區域內海拔較高，則采用天文輻射的形式。氣候學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上與總輻射有較大的一致性，主要的區別點在于有不同的經驗方程形式。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，氣候學方法有其優點和缺點，主要優點有明確的物理意義，無論是何種氣候學要素，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，大多數計算形式為一次函數或二次函數。所以能產生較高的計算精度，氣候學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域內經驗系數可能會導致計算誤差的形成，且統計法本身存在一定的局限性，不能滿足實際開發利用的需求[2]。

2? ? 物理反演法

太陽輻射經大氣層后，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生一定的變化，在這種輻射傳輸理論上發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域，且氣候學方法受地勢的影響容易發生計算偏差，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射的影響。在這一過程中，充分利用各種地理數據，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、物理反演法以及統計反演法幾種方法的適應情況以及優缺點分析來看，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、低碳發展與生態文明建設，2018.

[2]袁云.談太陽能資源評估及其對項目開發的重要性[J].環境與發展，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.太陽能光伏發電系統中太陽能資源的評估方法[J].內蒙古科技與經濟，2012（8）：68-69.