1.2 太阳能资源分布与辐射量

1.2.1 太阳能资源分布

【任务说明】

在“十二五”期间，我国北方的内蒙古、青海、新疆、甘肃、宁夏等省或自治区的光伏电站累计安装量约占全国总装机量的60%以上，其主要原因是这些地区的太阳能资源极为丰富。太阳能资源是决定光伏发电量的主要因素之一。通过本节内容的学习，主要了解我国太阳能资源的分布情况和明确太阳能资源的地域差异，这些对光伏电站选址有着重要的指导意义。

【任务实施】

太阳能资源是指在特定的时段内（如日、月、年等）水平面上太阳总辐射强度的累积值，单位为兆焦每平方米（MJ/m ² ）。

1.世界太阳能资源分布

人类开发利用太阳能主要是利用太阳光辐射所产生的能量，由于地球表面大部分被海洋覆盖，到达陆地表面的辐射能约占太阳到达地球范围内总辐射能的10%。然而太阳每秒钟到达地球陆地表面的辐射能相当于世界一年内消耗各种能源所产生的总能量的3.5万倍，因此太阳能的开发利用日益受到人们的青睐。

太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8×10 ²³ kW，其中20亿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，47%到达地球表面，其功率为800 000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于燃烧500万t标准煤释放的热量。全人类目前每年能源消耗的总和只相当于太阳在40min内照射到地球表面的能量。

根据国际太阳能热利用区域分类，全世界太阳能辐射强度和日照时间最佳的区域包括北非、中东地区、美国西南部和墨西哥、南欧、澳大利亚、南非、南美洲东海岸和西海岸、中国西部地区等。

2.我国太阳能资源分布

（1）我国太阳能资源分布情况

我国属太阳能资源较丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000h，年辐射量在5000MJ/m ² 以上。据相关统计资料分析，我国陆地范围内每年接收的太阳辐射总量为3.3×10 ³ ~8.4×10 ³ MJ/m ² ，相当于2.4×10 ⁴ 亿吨标准煤的储量。总体呈“高原大于平原、西部干燥区大于东部湿润区”的分布特点。其中，青藏高原最为丰富，年总辐射量超过1800kW·h/m ² ，部分地区甚至超过2000kW·h/m ² 。四川盆地资源相对较低，存在低于1000kW·h/m ² 的区域。

一类地区：为我国太阳能资源最丰富地区，年总辐射量大于6300MJ/m ² ，占国土面积约22.8%。这些地区包括内蒙古额济纳旗以西、甘肃酒泉以西、青海东经100°以西大部分地区、西藏东经94°以西大部分地区、新疆东部边缘地区、四川甘孜部分地区。

二类地区：为我国太阳能资源很丰富地区，年总辐射量5040~6300MJ/m ² ，占国土面积约44.0%。这些地区包括新疆大部、内蒙古额济纳旗以东大部、黑龙江西部、吉林西部、辽宁西部、河北大部、北京、天津、山东东部、山西大部、陕西北部、宁夏、甘肃酒泉以东大部、青海东部边缘、西藏东经94°以东、四川中西部、云南大部、海南、台湾西南部等地。

三类地区：为我国太阳能资源较丰富地区，年总辐射量3780~5040MJ/m ² ，占国土面积约29.8%。主要包括内蒙古北纬50°以北、黑龙江大部、吉林中东部、辽宁中东部、山东中西部、山西南部、陕西中南部、甘肃东部边缘、四川中部、云南东部边缘、贵州南部、湖南大部、湖北大部、广西、广东、福建、江西、浙江、安徽、江苏、河南、台湾东北部等地。

四类地区：是我国太阳能资源一般地区，年总辐射量小于3780MJ/m ² ，占国土面积约3.3%。这些地区包括四川东部、重庆大部、贵州中北部、湖北东经110°以西、湖南西北部等地。

我国太阳能资源分布情况见表1-3。

（2）太阳能资源分布特点

1）太阳能资源分布的高值中心和低值中心都处在北纬22°~35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心。

2）太阳年辐射总量，基本呈现西部地区高于东部地区，西部地区低于北部地区。

3）由于我国南方多数地区云多雨多，在北纬30°~40°之间，太阳能资源的分布情况与太阳能资源随纬度而变化的规律正好相反。太阳能资源不是随着纬度的升高而减少，而是随着纬度的升高而增加。

1.2.2 太阳能辐射量

【任务说明】

在描述太阳能资源量值时，要求熟悉掌握各个参数之间的转换方法。

【任务实施】

1.焦耳、卡

热能是能量的一种，在国际上功和能的单位是焦耳，焦耳相当于1N的力，其作用点在力的方向上移动1m的距离所做的功，焦耳的符号为J。

在标准大气压下，将1g的水加热或冷却，其温度升高或降低1℃时，所吸收或释放的热量称为1卡，以cal表示。工程上常以卡的1000倍来表示热量，称为千卡或大卡，以kcal表示。

其关系如下所示。

1cal（卡）=4.1868J（焦耳）；1kcal=4186.75J（焦耳）；1kcal=1000cal≈4200J=0.0042MJ。

2.度、千瓦时

“千瓦时”是一种电能单位，表示功率为1kW的电器使用1h消耗的电能，用kW·h表示。“度”是日常生活中对电能计量单位的简称，1度=1kW·h（千瓦时），即3600000Ws，1Ws=1J，1kW·h等于3600000J（3.6MJ）。

3.峰值日照时数

峰值日照是指太阳辐射量为1000W/m ² 的照度。一个小时的峰值日照就叫作峰值日照小时。峰值日照时数是一个描述太阳辐射量的单位（小时，h），其表示一段时间内的太阳辐射总量相当于峰值日照（1000W/m ² ）所用的时间，用来比较不同地区的太阳能资源。

例如我国太阳能资源极丰富地区年辐射量达到8400MJ/m ² ，相当于年接收2333.3kW·h，年峰值日照时数为2333.3h，平均日峰值日照时数6.4h（每年按365天计算）。 rO3oLtThhgdKrEyfHEX46MoNmwfGVU9a06/Mgy2JHzCaeMd0sGiqbYbathWWmoV2