海南省太阳能利用现状及发展研究.pdf

表1海南20052007年日照时数统计表 Table 1The statistic table of sunshine duration in Hainan from 2005 to 2007 年份 年日照 时数h 旱季（14月）雨季（510月）秋末冬初（1112月）备注 2005 1 4074 2 5210 日照时数42707083 h， 西部、南部地区和定安接 近常年，其余地区偏少1 2成。 日 照 时 数73721 4690 h，其中琼海、乐东、五指 山、 保亭和陵水偏少13 成，其余地区接近常年。 日照时数12723437 h， 偏少15成。 其中澄迈、琼 海、 五指山等9个市县12 月 日 照 时 数 仅371791 h， 均突破历史同期最小 值。 中 部 山 区 年 日 照 时 数 少 于 1 800 h， 西部和南部沿海 在2 200 h以上，其余地区 在1 8002 200 h之间。 与 常年相比，各地普遍偏少。 2006 1 4228 2 5254 日照时数40857249 h， 西部、南部地区和东北部 接近常年，其余地区偏少 12成。 日 照 时 数67961 3855 h，其中琼中、昌江偏多1 成多，其余地区接近常年 或不同程度偏少。 日照时 数20013793 h， 琼中偏多， 其余地区接近 常年。 中 南 部 山 区 年 日 照 时 数 少 于1 800 h， 西部和南部沿 海在2 200 h以上，其余地 区在1 8002 200 h之间 。 与常年相比，除琼中和昌江 偏多外，各地普遍偏少。 2007 1 582 2 483 日照时数41707690 h， 其中中部山区 和 西 部 内 地与常年持平或略偏多， 其余地区偏少12成。 日 照 时 数85301 3400 h， 其中琼中、 昌江略偏 多，其余地区接近常年或 偏少12成。 日照时数168383 h，其中 昌江、五指山略偏多，其余 地区偏少13成。 东北部地区和乐东、 保亭年 日照时数少于1 800 h，西部 和南部沿海在2 000 h以上， 其余地区在1 8002 200 h 之间。 与常年相比，除琼中、 五指山和昌江偏多外， 各地 普遍偏少。 海南省太阳能利用现状及发展研究 张旭飞，林茂 *，肖仁鹏，秦 剑 （海南大学 机电工程学院，海南 儋州571737） 摘要：太阳能的充分利用对减少二氧化碳的排放具有重要的现实意义。 通过调查海南省太阳能资源分布和利用情况，阐述全省太 阳能资源的综合利用现状；通过对太阳能与原煤等的对比计算，表明海南拥有非常丰富的太阳能资源。 针对当前太阳能利用的相 关技术，对海南利用太阳能资源的前景提出可行性建议。 关键词：农业工程；能源；太阳能；分布；现状；技术；前景 中图分类号：TK519文献标识码：A文章编号：1674-1161(2010)12-0035-03 21世纪 “低碳经济” 已经成为全社会关注的热 点，而太阳能作为一种可持续利用的清洁能源，被世 界各国广泛关注。2009年12月，国务院关于推进海 南国际旅游岛建设发展的若干意见 正式印发，意 见提出“坚持生态优先，保护环境。把建设生态文明、 保护生态环境、节约能源资源放在经济社会发展的首 要位置。”海南省拥有丰富的太阳能资源，更加合理与 科学地开发和利用太阳能成为海南未来发展的必经 之路。 1海南省太阳能资源概述 11太阳能的分布 海南处于低纬度热带地区，年太阳总辐射量约为 4602458576 kJcm2，年日照时数为1 7502 650 h， 光照率为5060。 中北部地区（五指山、琼中、屯 昌、白沙、海口、文昌、定安、澄迈）全年太阳投射角大， 日照时间长，太阳辐射能量大，年平均日照时数在 2 000 h以上，最高可达2 700 h，1 a中接受的太阳总 辐射量为4602450208 kJcm2；东部地区（琼海、万 宁）属于热带海洋气候，光照充足，年平均日照时数可 达2 100 h以上，年平均辐射量约为50208 kJm2；西 部地区（儋州、临高、昌江、东方）属于热带季风气候， 光照也很充足，全年日照时数2 000 h左右，最高可 达6 000 h，光合潜力大，热能资源丰富13。2005 2007年海南年日照时数统计表如表1所示46。 收稿日期：20101016 作者简介：张旭飞（1989），男，从事机械制造与自动化方面的 研究。 通信作者：林茂（1979），男，讲师，硕士，从事机械设计及机 械动力学仿真与试验研究。 12太阳能资源的相关计算 根据专家统计，一般来讲垂直于太阳光方向1 m2 面积上接收到的太阳能平均有1 kW左右。1 kg原煤 可折合成0714 kg标准煤，1 kg标准煤的热值为 第12期 总第198期No12 Total No198 2010年12月Dec 2010 农业科技与装备 Agricultural ScienceTechnology and Equipment 表2西部和南部沿海太阳能转化对照表 Table2Thecrossreferencetableofsolarenergyconversion inwesternandsoutherncoastalareasofHainanIsland 2931 MJ， 即1 kg原煤能产生20934 4 MJ的能量。 每1 kWh电相当于04 kg标准煤， 同时排放0272 kg碳粉尘、0997 kg二氧化碳、0030 kg二氧化硫、 0015 kg氮氧化物。 所以1 m2太阳能1 h可以产生 3 600 kJ的能量，可节约0560 kg的原煤，减少空气 中二氧化碳排放1781 kg。 依照以上推算方法，可得 西部和南部沿海太阳能转化对照表如表2所示。 2太阳能利用现状 21我国太阳能利用总体情况 目前， 我国政府十分重视太阳能的开发利用，随 着可再生能源法等一系列法规、政策措施的制定出 台，促进了太阳能利用的快速发展。 现在的太阳能利 用，主要分为两大类：一类是太阳能的热利用，另一类 是利用太阳能光伏发电。我国整体上在太阳能利用方 面发展不平衡。 22太阳能利用的相关技术 221太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电（简称 “光电”）是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能 直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是 太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可 形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等 部件就形成了光伏发电装置。 222太阳能光热技术太阳能热发电是光伏发电 技术以外的另一个有很大发展潜力的太阳能发电技 术。 它是将太阳能聚集起来产生高温热能，加热工作 介质来提供动力。 光热利用主要是用于采暖和制冷， 根据利用温度的高低分为高温利用、中温利用和低温 利用。 工程供热主要是太阳能高温利用，日常的生活 热水供应主要是低温利用78。 23海南太阳能利用现状 海南在20世纪80年代就开始研究太阳能的利 用。虽然海南省近年来在开发利用太阳能和推广太阳 能产品方面取得一些进展，但总体上看，海南省太阳 能利用率较低，太阳能热水器的保有量占全国保有量 的比重小，太阳能热水器的住宅普及率也不高。 这种 状况与海南省拥有的丰富太阳能资源不相称。 具体来说，位于北部的海口市太阳能利用主要是 在家用和宾馆酒店安装使用太阳能热水系统上，而对 于如太阳能发电、太阳能空调、太阳能海水淡化、太阳 能暖气等在工农业生产上的太阳能应用，几乎是一片 空白。 海口市琼山、美兰、龙华、秀英4个区居住人口 约150万人，约有50万个家庭，假设其中有40的 家庭安装使用太阳能热水器。如果每年每个家庭有半 年时间使用煤气烧热水洗澡，以上50万个居民家庭， 就会有20万户家庭安装太阳能热水器，1 a的节能效 益可达3亿元以上。以省会城市海口为代表的北部地 区大都存在以上问题。 近年来，地处南部的三亚市逐渐建成了一定规模 的太阳能公交站，但在整体上对太阳能资源和技术的 利用还不充分。 太阳能沼气技术是一项环保、节能、低成本并有 着广阔推广前景的技术。 琼海市、万宁市已在局部地 区建设完成了部分太阳能沼气利用设备， 成效显著。 但现存的问题是规模还不是很大。 3发展前景规划 31海南太阳能产业的发展方向 全国的传统工业产业的产能已过剩，海南发展传 统的工业产业没有明显优势与竞争力。面对当今瞬息 万变的世界潮流，在海南工业发展的“三不”原则和海 南发展的“高科技支撑”战略的指导下，海南要关注发 展高新技术产业。海南省在建设“生态省”和十一五 科技发展规划中明确提出要大力发展新能源技术，将 开发和利用太阳能资源列入重点发展专项9。 2008年爆发的席卷全球的金融危机，影响深远。 但它同时也是海南发展高新技术产业一次难得的机 会，特别是在这次危机中正在展示出的一场以利用新 能源为目标的新技术革命，是人类历史上第4次大的 技术革命， 更是海南发展高新技术难得的历史机会。 如不积极行动起来，就会丧失一次重大的发展机遇。 32海南太阳能产业发展的几点合理化建议 1） 加大政府支持力度， 制定推动海南省太阳能 产业发展的支持政策。 无锡、保定、德州等城市太阳能产业得到了非常 好的发展。这些城市太阳能产业的崛起都与城市政府 的大力支持直接相关。海南省太阳能产业的发展离不 开政府的大力支持， 需要相关职能部门更加紧密协 作，制定更加符合海南本土实际的政策措施。 2） 发挥资源优势，转化产业优势。 海南丰富高质的硅资源，为发展太阳能产业提供 年份 太阳能总量 （tm2） 节约原煤量 （tm2） 节约电能 （kWhm2） 减少二氧化 碳排放量 （tm2） 20057 92012322 2003918 20067 92012322 2003918 20077 20012002 0003562 平均7 68012202 1333799 农业科技与装备2010年12月36 Research on the Current Situation and Development of Solar Energy Utilization in Hainan Province ZHANG Xufei，LIN Mao*，XIAO Renpeng，QIN Jian （College of Mechanical and Electrical Engineering，Hainan University，Danzhou Hainan 571737，China） Abstract: The full utilization of solar energy is of great significance to the reduction of carbon dioxide emissions Surveys were conduct- ed to find out the distribution of solar energy resources in Hainan province and the utilizations in this respect This article deals with comprehensive utilization of solar energy in the whole province The contrast computation between solar energy and raw coal shows that there is an abundant solar energy in Hainan province Feasible suggestions are offered in this article in view of the current available technologies in utilizing solar energy Key words: agricultural engineering；energy；solar energy；distribution；status quo；technology；prospect 参考文献 1 张新民，谢福瞻中国县域经济M北京：中国统计出版社，1996 2 匡吉广东年鉴M广州：广东人民出版社，1988 3 王绎频海南50年：19491999J北京：中国统计出版社，1999 4 王一新，海南省人民政府海南年鉴M海口：海南年鉴社，2006 5 王琼文，海南省人民政府海南年鉴M海口：海南年鉴社，2007 6 梁振球，海南省人民政府海南年鉴M海口：海南年鉴社，2008 7 何梓年太阳能热利用M合肥：中国科学技术大学出版社，2009 8 王君一，徐任学太阳能利用技术M北京：金盾出版社，2008 9 肖志兵，翁绍捷，张婷雁，等海南省太阳能资源的综合利用及开发前景研究J中国农机化，2010（1）：3437 了良好的条件。2009年7月17日，由英利集团投资 建设的多晶硅太阳能电池完整产业链项目，正式落户 海口，这是海南省实施“大企业进入、大项目带动，高 科技支撑”产业发展战略的一大重要成果，也照亮了 海口发展光伏产业、进行产业结构调整的前景。 3） 加大宣传力度， 为发展海南省太阳能产业创 造良好的社会氛围。 政府职能部门应加大宣传力度， 明确职能和义 务，相互协调合作，高效率地实施好太阳能产业的推 广和应用工作。2007海南国际光伏太阳能展览会在 海口成功举办。2008年三亚市举办第4届科技活动 月太阳能应用科普展，2008年太阳能热发电技术国 际论坛在三亚成功举办。 以上一系列活动