武汉可再生能源资源可利用潜力讲解

1、武汉市可再生能源资源可利用潜力 童明德 1 地下水资源量 1.1 地下水资源量评价参数 地下水资源量评价主要采用地下水资源量、地下水可开采量和地下水开采 资源模数三个参数。 （1）地下水资源量 地下水资源量是指有长期补给保证的地下水补给量的总量。本区地下水资 源量主要由大气降水入渗补给量、长江、汉江的渗入补给量、相邻含水岩组地 下水的越流补给量和侧向径流补给量四种组成。 （2）地下水可开采量 地下水可开采量是指在经济合理的条件下，不发生因开采而造成地下水位 持续下降，水质恶化、地面沉降等环境地质问题，不对生态环境造成不利影响 的，有保证的可开采地下水量。 （3）地下水开采资源模数 地下水开采资

2、源模数在不使开采条件恶化、不致引起严重环境地质问题的 条件下，单位时间允许从单位面积含水层中抽出的最大水量，数值上等于地下 水可开采量除以开采区面积。 1.2 地下水水资源量 武汉市地下水资源量 46234104m3 a，各区资源量详见表 1-1 表 1-1 武汉市区地下水资源量分布表 行政区 含水岩组 面积 (km 2) 地质时代 位置 地下水资源量 104m3/a 武昌城区 209.31 Q4 徐家棚地区 1290 武钢胡家墩 2587 白沙洲地区 875 CT 白沙洲至武汉工程大学、中医学院苏家墩 278 汉口城区 101.03 Q4 汉口城区 2981 汉阳城区 37.28 Q4 黄金

3、口地区 560 鹦鹉洲地区 638 CT 鹦鹉洲、太子湖 78 东西湖区 468.48 Q4 慈惠墩走马岭辛安渡 3997 Q3 东流港三店农场 367 N 东流港水岗 259 蔡甸区 (含汉南区) 764.6 Q4 蔡甸柏林 1600 Q4 成功汉南 9994 CT 新农军山 2059 江夏区 715.4 Q4 大新口 2357 CT 纸坊 4480 黄陂区 1389.93 Q4 城关五通口 1776 N 滠口武湖农场 326 CP 滠口刘店 280 Ptq 黄古石牛头山 330 Pt 蔡店城关 1846 新洲区 687.33 Q4 滨江区 4311 Q4 举水、倒水、沙河流域 2965 合

4、计 4373.36 46234 注：碎屑岩类裂隙含水岩组富水性差，不参与计算；以主城区地域为主计算。 1.3 地下水可开采量 武汉市地下水可开采量 44179104m3/a ，各区分布见表 1-2 表 1-2 武汉市地下水可开采量、可开采模数一览表 行政区 位置 地下水可开采量 (10 4m 3/a ) 地下水开采资源模数 (10 4m3/km2.a) 武昌城区 徐家棚地区 1146 20.75 武钢胡家墩 2505 28.64 白沙洲地区 378 17.34 白沙洲至武汉工程大学、 中医学院苏家墩一带 278 7.38 汉口城区 汉口城区 2981 29.51 汉阳城区 黄金口地区 558

5、58.25 鹦鹉洲地区 237 36.02 鹦鹉洲、太子湖 78 7.38 东西湖 慈惠墩走马岭辛安渡一带 3692 12.26 东流港三店农场一带 367 3.01 东流港水岗一带 259 5.69 蔡甸区 (含汉南区) 蔡甸柏林 1600 37.38 成功汉南 9873 22.30 新农军山 2059 7.38 江夏区 大新口 2223 20.51 纸坊 4480 7.38 黄陂区 城关五通口 1642 11.79 滠口武湖农场 326 2.26 滠口刘店 280 7.38 黄古石牛头山 330 36.13 蔡店城关 1846 1.68 新洲区 滨江区 4237 18.37 举水、倒水、沙

6、河流域 2804 6.14 合计 44179 1.4 地下水开采资源模数 根据武汉市地下水资源计算成果，按本区地下水资源开采模数大小划分为 五个区，即开采资源模数 40104m3km2.a (A) ，开采资源模数 30-40104m3 km2.a (B) ，开采资源模数 2030104m3km2.a(C) ，开采资源模数 10-20 104m3 km2.a (D) ，开采资源模数 10104m3km2.a (E) 。 亚区则根据同一区内地下水开采资源模数的大小，并结合不同地质类型来 划分。将本区地下水开采资源模数 10104m3km2.a (E) 区内又划分为五个亚 区，即 E1，E2，E3，

7、E4，E5。分区情况见表 1-3 。 表 1-3 武汉市区地下水开采资源模数分区表 区 亚区 开采资源模数 10 4m 3km2.a 地貌单元 含水岩组 代号 分布位置 Q4 主要分布在长江、汉江一级阶地前缘、心滩，东西 A 40 湖新沟镇至市政府沿江一级阶地前缘、 汉阳水源地黄金 河谷平原 口地段，徐家棚及武钢水源地一级阶地前缘。 B 30-40 Q4 主要分布在白沙洲水源地前缘，汉口中心城区一级 阶地中部。 C 20-30 Q4 主要分布在汉阳水源地鹦鹉洲地段，徐家棚、武钢 水源地中心地段及汉口水源地后湖地段及东西湖区吴 家山以南地段。 D 10-20 Q4 主要分布于东西湖走马岭地区 ,

8、汉口、 武钢水源地一 级阶地后缘。 E E1 10 河谷平原 Q4 长江、汉江一级阶地东西湖区中心地段 E2 河谷平原 Q3 长江、汉江二级阶地东西湖区径河农场、金口、东 西湖养殖场等。 E3 河谷平原 N 分布于东西湖区柏泉农场。 E4 丘陵 C2-T1 主要分布在鹦鹉洲、 太子湖 -白沙洲、武汉工程大学、 中医学院 -苏家墩一带呈多条狭窄条带隐伏碳酸盐岩分 布区 E5 河谷平原 Q3-Q4 东西湖区辛安渡农场及东山农场。 1.5 地下水开发利用分区 武汉市地下水开采可分为 2 个地下水禁采区，面积 25.85 km 2；8 个地下水 限采区，面积 1244.24 km 2； 15 个地下水

9、开采区，面积 3103.27 km 2，如表 1-4 所示。 表 1-4 武汉市区地下水开采分区表 开采 行政区 名称 编号 面积 开采 地下水可开采 地下水限制 限采原因 分区 (km 2) 层位 量( 104m3/a) 开采量 （104m3/a） 地下水 禁采区 武昌 陆家街毛坦港 1 15.34 T 禁采 岩溶地面塌陷 汉阳区 中南轧钢厂 2 10.51 CT 禁采 岩溶地面塌陷 地下水 限采区 东西湖区 东流港三店农场 1 122 Q3 367 122 地下水位降落漏 斗；液体矿产 东流港水岗 2 45.48 N 259 86 液体矿产 武昌 白沙洲武汉工程大学、 中医学院苏家墩 3

10、37.66 CT 278 93 开采潜力小 汉阳区 鹦鹉洲、太子湖南湖 4 10.60 CT 78 26 开采潜力小 蔡甸区 新农军山 5 279 CT 2059 686 开采潜力小 江夏区 纸坊 6 607 CT 4480 1493 开采潜力小 黄陂区 滠口武湖农场 7 104.50 N 326 109 地下水位降落漏 斗；开采潜力小 滠口刘店 8 38 CP 280 93 地下水位降落漏 斗；开采潜力小 地下水 开采区 武昌 武钢胡家墩 1 87.48 Q4 2505 徐家棚 2 47.02 Q4 1146 白沙洲 3 21.81 Q4 378 汉口 汉口城区 4 101.03 Q4 29

11、81 汉阳区 鹦鹉洲 5 6.59 Q4 237 黄金口 6 9.58 Q4 558 东西湖区 慈惠墩走马岭辛安 渡 7 301 Q4 3692 蔡甸区 （含汉南 区） 蔡甸柏林 8 42.8 Q4 1600 成功汉南 9 442.8 Q4 9873 江夏区 大新口 10 108.4 Q4 2223 黄陂区 城关五通口 11 139.3 Q4 1642 黄古石牛头山 12 9.13 Ptq 330 蔡店城关 13 1099 Pt 1846 新洲区 滨江区 14 230.56 Q4 4237 举水、倒水、沙河流域 15 456.77 Q4 2804 1.6 地下水热能可利用程度 1.6.1 可利

12、用程度分析方法 地下水中赋存的大量热能，根据能量守恒原理，其可利用程度采取下面公 式进行计算。 Q G cp T（1-1 ） 式中， Q地下水中赋存的热（冷）量， kJ/a ； G地下水流量， kg/a ； 1-2) T地下水进出口温差， Qc Q COPc COPc 1 式中， Qc地下水中赋存的可利用冷量， kJ/a ； 1-3) COPc制冷系数。 Qh Q COPh COPh 1 式中， Qh地下水中赋存的可利用热量， kJ/a ；COPh制热系数。 1.6.2 地下水热能利用潜力分析 根据表 3-5 所列武汉市区地下水开采分区表统计数据，除掉两个禁采区的 可开采水量、可开采区的地下水

13、可开采总量加上限采区总量，武汉市城区每年 可开采利用的地下水总量为 38760104m3/a ，如果全部作为建筑物地源热泵集中 空调系统冷热源利用，按一年平均使用 180 天、一天使用 10个小时，每万米建 筑面积需要 80m3/h 的热源井流量进行预估，则在完全不回灌的条件下，武汉市 每年靠地下水中储藏的浅层地温能可供 2691.67 万平方米建筑制冷供暖；如果 平均回灌率在 80%（实际消耗地下水量 20%），则可供 13458.35 万平方米制冷 供暖；如果达到 100%回灌，理论上不存在可采用建筑面积的限制，而是受地下 水地源热泵项目的间距、项目所在地地下水资源条件的影响为主。 上述估

14、算，是对可利用总量的预估，实际开发利用过程中，考虑到道路、 建筑物分布、沿江地带的限制等，可应用规模可能会有适当减少。 1.7 地下水地源热泵开发利用原则 针对地下水地源热泵技术在利用地下水时需取水和回灌，在此过程中可能 引发诸如水质下降、地下水污染、地面沉降或塌陷的环境地质问题以及热源井 的热干扰问题，依据“在保护中开发，在开发中保护”的方针，应严格执行“统 一规划，合理布局，严格审批，适度发展”的开发利用原则，减少地源热泵技 术应用对地质环境的影响。 2 地表水资源量 武汉市位于长江、汉江交汇处，区内江河纵横，湖泊密布，地表水资源丰 富。全市共有大小湖泊 166 个，合计面积 780 平方

15、公里左右，湖泊中地表水资 源 19.5 亿立方米 . 。从武汉市过境的水资源则更加丰富，年平均水资源总量可 达 7122亿立方米，是武汉市本地区湖泊水资源总量的 365 倍，其中从长江、汉 江过境的水资源总量年平均 7047 亿立方米，从府河过境的水资源总量年平均 36.36 亿立方米。 水资源在年际和季节上分布也是很不均匀， 以从长江过境的水 资源为例，丰水年过境的水资源总量可达 9045亿立方米，枯水年只有 5659 亿 立方米，夏、秋季占 70%，冬、春季只占 30%。 2.1 可利用程度分析方法 地表水中赋存的大量热能，根据能量守恒原理，其可利用程度采取下面公 式进行计算。 Q G c

16、pT （2-1） 式中， Q地表水中赋存的热（冷）量， kJ/a ； G地表水流量， kg/a ； T地表水进出口温差，。 Qc Q COPc COPc 1 （2-2） 式中， Qc地表水中赋存的可利用冷量， kJ/a ； COPc制冷系数。 Qh Q COPh COPh 1 （2-3） 式中， Qh地表水中赋存的可利用热量， kJ/a ； COPh制热系数。 2.2 地表水热能利用潜力分析 武汉市年平均地表水资源 19.5 亿立方米，从武汉市过境的水资源比较丰富， 年平均水资源总量可达 7122 亿立方米，两项共计 7141.5 亿立方米。境内地表 水冬季可利用温差 2，夏季可利用温差为 4

17、，过境地表水冬季可利用温差 2， 夏季可利用温差为 5，地表水热能可利用潜力如表 4-4 所示。 表 2-1 武汉市地表水热能可利用潜力 名称 水流量 /亿立方米 可利用冷量 /千焦 /年 可利用热量 /千焦 /年 标准煤 /万吨 /年 境内地表水 19.5 3.27E+13 1.63E+13 111.2/55.6 过境地表水 7122 14.9E+15 5.96E+15 50701.8/20280.7 2.3 地表水地源热泵开发利用原则 为充分发挥地表水地源热泵技术的优势，可采取“因地制宜，合理布局， 综合利用，稳步推进”的开发利用原则，以减少地表水地源热泵技术应用对防 洪和水体生态环境的影

18、响。 3 浅层地能资源量 3.1 岩土体应用适宜性 如前所述，武汉地区大部分地层颗粒较细，土石类别主要为松土普通土 硬土，土石等级为 I II III 级，地埋管钻井施工难度小，成本低。武汉市 陆地面积很大，一般来讲，大部分地区都可以考虑采用岩土体作为地埋管地源 热泵系统冷热源，对于 II 、 III 级阶地，如水果湖地区，地下水资源相对不太 丰富，地表水资源又不太适合作为热泵系统的冷热源，采用岩土体源作为地埋 管地源热泵系统的冷热源将是较适宜的选择。但是在岩溶地面塌陷潜在危险区 特别是砂层埋藏较浅的地区不宜采用地埋管地源热泵系统；在淤泥层深厚区， 由于钻孔深度较大，在基岩裸露区或砾卵石深厚区

19、，由于钻孔难度大，都会增 加地埋管热泵系统的成本，设计时应综合考虑 由于基岩的热传导性能最好，而地源热泵系统的成孔工艺有别于传统的工 程勘察成孔工艺，若能研发专门用于地源热泵系统的成孔设备，大大降低成孔 成本，从而可以大大降低地源热泵系统的初投入。 3.2 岩土体地能资源量 3.2.1 可利用程度分析法 对于如何评价浅层岩土体地能资源量，由于地埋管地源热泵最主要的是利 用地层进行热量的储存和释放，也就是作为一个调节作用，所以首先要评价地 下一定深度范围里地能的储存量，同时要评价区域的地能的可开采量。采用合 理的开采利用方案，经过非取热期地温能够恢复，包括自然的补给热量的恢复 和制冷期的存热，能

20、够达到多年热均衡的浅层地能的在取热期可开采的热量， 区域评价是为宏观管理服务，要算一个平均量。 浅层地能资源的评价宜选择采用热储法进行浅层地能资源评价。对于不同 的岩土类型，热储法计算地能储存量具有不同的表达式。 （1）无含水层岩土体 Qs scsMd T（3-1 ） 式中， Qs岩土体地能储存量， kJ； s岩土体密度， kg/m3； cs岩土体比热， kJ kg M计算面积， m； d计算厚度， m； T利用温差，。 （2）含水层岩土体 热储法在包气带和含水层中，计算公式如下： QR Qs Qw（3-2 ） Qs scs 1 Md T（3-3 ） 式中， Qs岩土体地能储存量， kJ； s

21、岩土体密度， kg/m3； cs岩土体比热， kJ kg； 岩土体的孔隙率（或裂隙率）； M计算面积， m； d计算厚度， m； T利用温差，。 Qw wcw Md T（3-4 ） 式中， Qw岩土体地能储存量， kJ； w水体密度， kg/m3； cw水体比热， kJ kg； d水体厚度，包括需要计算含水层和相对隔水层， m。 3.2.2 岩土体地能利用潜力分析 武汉市土地面积 8467.1 平方公里， 其中水域面积为 2143.6平方公里， 水域占 土地总面积的 1/4 。地形上是北高南低，属残丘性河湖冲积平原，北部为山地丘 陵，其余均属沃野千里的江汉平原，地势平坦。其中，平坦平原、垄岗平

22、原、 丘陵、低山所占比例分别为 39.25 、42.56 、12.32、5.85 。 根据热储法计算可得：可利用面积按（ 8467.1 2143.6 ）（112.32 5.85 ）=5174.5平方公里（去除低山、丘陵），地下 200m以内深度，由于地下 岩石量较多，比热取 1400J/kg ，武汉市地下常年平均温度为 17.5 ，可利 用温差 2；浅层地能容量为 5.57 10 15kJ ，其热量可折合 18973万吨标准煤， 相当于武汉市每年每平方公里有 2.24 万吨标准煤的浅层地温远景资源量。依据 武汉市水文地质条件，地埋管埋设所需地表面积约为建筑空调面积的 1/31/5 ， 可利用潜

23、力较大。 3.3 地埋管地源热泵开发利用原则 地埋管地源热泵技术总体来说适用性较强，但不同地域不同地质条件下的 应用具备不同的特点，有其自身的技术原则。为避免地埋管地源热泵运行过程 中地埋管换热器出力不足，应执行“因地制宜，合理配置，兼顾平衡，积极发 展”的开发利用原则，消除地埋管地源热泵技术应用所产生的热失衡问题。 4 污水资源量 4.1 水文地质勘察 污水源热泵系统勘察应包括下列内容： 原生污水、污水处理厂水量，年水量变化； 水温、水质； 周围建筑规划。 4.2 污水资源量 截至 2009年，武汉市主城区已建成并投入运行的有 13 个集中污水处理厂， 总设计处理污水能力达到 188.5 万

24、吨/ 日，另设置 17处小型生活污水处理设施， 设计处理能力 2.21 万吨/日。武汉市共有 180 家工业企业建有废水处理设施， 总处理能力达到 263.5 万吨/日。其中，日处理能力 1000吨/ 日以上的有 53家， 处理能力共 260.3 万吨/日，占 98.8%，日处理能力 2000吨/ 日以上的有 25家， 处理能力共 256.8 万吨/ 日，占 97.4%，武汉钢铁集团公司废水处理能力达到 232.4 万吨/ 日，占全市工业废水处理能力的 88.2%。远城区污水处理厂设计污 水处理量能力 30.5 万吨/ 日。 主城区远期 2020年规划污水处理处理能力为 285吨/ 日。 4.

25、3 污水热能可利用程度 4.3.1 可利用程度分析方法 污水中赋存的大量热能，根据能量守恒原理，其可利用程度采取下面公式 进行计算。 Q G cpT （4-1） 式中， Q污水中赋存的热（冷）量， kJ/a ； G污水流量， kg/a ； T污水进出口温差，。 Qc Q COPc COPc 1 （4-2） 式中， Qc污水中赋存的可利用冷量， kJ/a ； COPc制冷系数。 Qh Q COPh COPh 1 （4-3） 式中， Qh污水中赋存的可利用热量， kJ/a ； COPh制热系数。 4.3.2 污水热能利用潜力分析 武汉市主城区设计污水处理能力 188.5 万吨/ 日，按照温度升高或

26、降低 5 计算，若全部应用污水源热泵可提供冷热量 187MJ，这部分冷热量可供 3650 万 平方米建筑供热制冷，可节省供暖用煤 40.7 万吨左右，同时每年可减少 CO2 排 放量 116.3 万吨。 如果加上小型污水处理量，则可提供冷热量 189.3MJ，这部分 冷热量可供 3720 万平方米建筑供热制冷，可节省供暖用煤 41.1 万吨左右，同 时每年可减少 CO2 排放量 117.7 万吨。工业废水出水温度一般较高，可用于冬季 供暖，将全市每日 263.5 万吨的工业废热用于供暖，则可提供冷热量 261.5MJ， 这部分冷热量可供 5100 万平方米建筑供热制冷，可节省供暖用煤 17.1

27、 万吨左 右，同时每年可减少 CO2 排放量 48.7 万吨。 远期规划的主城区污水处理量可提供冷热量282.8MJ，这部分冷热量可供 5600万平方米建筑供热制冷， 可节省供暖用煤 61.5 万吨左右， 同时每年可减少 CO2 排放量 175.8 万吨。 4.4 污水源热泵开发利用原则 针对污水源热泵技术在利用污水时需根据污水集中收集和处理系统进行设 置，应推行“因地制宜，统一规划，综合配置，协调发展”的开发利用原则， 以充分发挥污水源热泵技术节能和、环保和资源再利用优势。 5 太阳能资源量 5.1 太阳能资源分布特点 5.1.1 影响太阳辐射强度的因素 太阳高度角：太阳高度角越大，穿越大气

28、的路径就越短，大气对太阳辐 射的削弱作用越小，则到达地面的太阳辐射越强。例如，中午的太阳辐射强度 比早晚的强。 纬度高低 : 太阳直射纬度的变化，以南北回归线为界，回归线以内的部 分，为地球上天文辐射最强的地带，在回归线以外，纬度越高，太阳辐射量越 低。 海拔高度：海拔越高空气越稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用越小，则 到达地面的太阳辐射越强。例如，青藏高原是我国太阳辐射最强的地区。 天气状况：晴天云少，对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射 强。 大气透明度：大气透明度高则对太阳辐射的削弱作用小，透明度高 , 便 于阳光穿过。使到达地面的太阳辐射强，大气透明度的主要影响因素是空气质 量。

29、太阳活动的强度：太阳活动周期为 11 年，活动强烈时，辐射量大，活 动减弱时，辐射量小，但影响不大。 5.1.2 武汉市太阳能分布特征 武汉市太阳能资源受地形和气候影响有以下两个显著特点， 其分布图如 图 5-1 、图 5-2 所示。 太阳能资源较丰富。 武汉市年日照总时数为 1810 2100 小时，年太 阳总辐射在 4354 44731 兆焦耳 / 平方米之间，太阳能资源相对丰富。目前 开发利用太阳能最先进的国家包括德国、英国，德国 2007 年太阳能电厂装 机达到 30 万千瓦，但从太阳年总辐射来看，德国汉堡为 3979 兆焦耳 / 平方 米，英国伦敦 4226 为兆焦耳 / 平方米，与

30、武汉市水平相当。 太阳能资源季节上集中：武汉市太阳总辐射主要集中在7、8 月份， 为 9301100 兆焦耳 / 平方米，占全年总辐射和日照时数 25%左右。在 7、8 月的武汉市全年用电的高峰， 也是太阳能利用的最佳季节， 可通过使用季节 性太阳能空调技术合理适用太阳能资源。 图 5-1 湖北省太阳能资源区划图 上图注释： 一级可利用区： 日照时数在 1900 小时 2100小时之间，年晴天日数在 155天 180 天之间。 二级可利用区：日照时数在 14001900 小时之间，年晴天日数在 130天155 天之间。 光能贫乏区：年太阳总辐射低，日照少，除 8 月晴天较多外，其它月份很少，

31、如恩施全年晴天日数不足 90 天。 图 5-2 湖北省年太阳总辐射分布图 5.2 太阳能资源资源评估方法 太阳能资源的数量一般以到达地面的太阳总辐射量来表示。太阳总辐射量 与天文因子、物理因子、气象因子等关系密切，在实际工作中通常利用半经验、 半理论的方法，建立各月太阳总辐射量与相关因子之间的经验公式，计算各月 太阳总辐射量，从而得到每年太阳能资源的数量。 太阳赤纬、日地相对距离、可照时数、时差、真太阳时、月日照百分率的 计算、日天文总辐射量的计算、月太阳总辐射量计算等参数的具体计算方法和 计算公式具体见太阳能资源评估方法( QX/T89-2008)。 5.3 武汉太阳能资源的评估 为了更充分

32、地开发和利用武汉市太阳能资源，根据相关国家标准进行太阳 能资源进行的评估是十分必要的。 5.3.1 相关气象数据 根据太阳能资源评估方法的计算办法，下面列出了从相关数据库摘录 的武汉市太阳能资源评估相关数据，从 1961年1月到2009年12月，共 49年的日值 数据。 表5-1 武汉市太阳能资源月均数据 参数 月份 月日照 辐射量 月日照散 射辐射量 水平面直 接辐射 日照 时数 日照率 大于 6 小 时天数 单位 MJ/m 2 MJ/ m 2 MJ/ m2 h % d 一月 218.89 130.86 87.80 113.6 35.5 12 二月 234.37 144.0732 89.29

33、56 106.3 34.0 11 三月 311.73 195.10 122.30 124.7 33.7 11 四月 388.27 235.93 151.02 151.4 39.2 14 五月 466.43 271.37 194.98 182.4 43.2 16 六月 499.36 279.68 166.42 186.1 44.2 16 七月 525.85 270.25 251.692 238.0 55.3 21 八月 496.02 284.35 209.79 242.2 59.2 22 九月 403.25 228.88 174.15 180.9 49.0 17 十月 311.03 175.53

34、 134.84 161.2 45.8 16 十一月 243.03 130.22 112.57 142.2 44.8 15 十二月 200.6 112.72 87.55 130.9 41.5 14 全年之和 4298.9 2458.98 1782.41 1959.9 43.8 188 5.3.2 丰富程度评估 以太阳总辐射的年总量为指标，进行太阳能资源丰富程度评估。太阳能 资源评估方法( QX/T89-2008)中具体的资源丰富程度等级见表 5-2 表5-2 太阳能资源丰富程度等级 指标 资源丰富程度 6264 MJ/(m 2 a) 资源丰富 50406264 MJ/(m 2 a) 资源较丰富

35、41765040 MJ/(m 2 a) 资源贫乏 4176 MJ/(m 2 a) 资源较贫乏 武汉市 1961-2009年间的太阳总辐射和日照时数变化曲线分别见图5-3、图 5-4 和图5-5 。 年总辐射 ）2m/JM（射辐总年 000000 000000 000000 654321 年总辐射 1989 1993 1997 2001 2005 2009 年份 图5-3 武汉市 1961-2009年太阳总辐射变化曲线 月太阳总辐射 图 5-4 武汉市月均太阳总辐射 ）h（数时照日年 年日照时数 年日照时数 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997

36、 2001 2005 年份 图5-5 武汉市19612009年日照时数变化曲线 武汉市多年平均太阳能总辐射为 4298.9 MJ/(m 2a) ，多年平均日照时数 1959.9 小时，多年平均日照百分率为 43.8%。根据太阳能资源评估方法 QX/T89-2008)判断，属于资源贫乏区。 虽然从全国来看， 相比我国西北地区， 武汉市为太阳能资源贫乏区。但从世界范围来看，武汉市太阳能资源与太阳能 资源利用比较多的德国汉堡相比，太阳能资源相当。 另外，从 1961-2009年的太阳总辐射和日照时数变化曲线可见，随着武汉市 规模扩大，市区汽车保有量增加，大气透明度逐年下降，太阳能资源效能缓慢 下降

37、5.3.3 利用价值评估 用各月日照时数大于 6小时的天数为指标，反映一天中太阳能资源的利用价 值。一天中日照时数如小于 6小时，其太阳能一般没有利用价值。 武汉市 1961-2009年间日照时数大于 6小时的天数变化曲线和月平均日照大 于6小时天数柱状图分别见图。 由图5-6和图 5-7可见，武汉市 1961-2009年日照时数大于 6小时的天数年均 值为 184天。武汉各月日照时数大于 6小时的天数差别较大， 7、8月份较高，分 别达到 21天和22天，2、3月较低，均为 11天。因此武汉市太阳能资源利用价值 最大在夏季，冬季的利用价值较差。冬季利用价值不高，主要受自然季节影响， 冬季月太

38、阳总辐射量与日照时数就小于夏季，比较符合人们夏季用水量较大冬 季用水量小的卫生习惯，但对于全年均匀用能如太阳能照明、太阳能光电及集 中冬季用能的太阳能采暖较为不利。 图5-6 武汉市 1961-2009年日照时数大于 6小时的天数变化曲线 武汉市日照大于 6小时天数 25 月 ） 月 月 月八 八 月 七 月 月六 月 数天时小6于大 月九 十 月十 图5-7 武汉市月平均日照大于 6小时天数 5.3.4 稳定程度评估 一年中各月日照时数大于 6小时的天数最大值与最小值的比值，可以反映当 地太阳能资源全年变幅的大小，比值越小说明太阳能资源全年变化越稳定，就 越利于太阳能资源的利用。此外，最大值

39、与最小值出现的季节也反映了太阳能 资源的一种特征。 太阳能资源评估方法( QX/T89-2008)中太阳能资源稳定程度用各月的 日照时数天数的最大值与最小值的比值表示： 5-1） max（ day1，day2， ， day12） min（ day1，day2， ， day12） 根据公式( 5-1 )，由实测资料计算武汉站 1961-2009年每年表征太阳能资 源稳定程度的值，然后再对结果进行平均，得出武汉值的多年平均值。表 5-3是太阳能资源稳定程度等级。 表5-3 太阳能资源稳定程度等级 太阳能资源稳定程度指标 稳定程度 稳定 较稳定 不稳定 根据历年武汉市气象统计资料，武汉市值的多年平均值为 3.7 ，属于较稳 定区域。 5.3.5 日最佳利用时段评估 利用太阳能日变化的特征作为指标，评估太阳能资源日变化规律。以当地 正