太阳能资源评估方法

1、ICS中华人民共和国气象行业标准QX/T2006太阳能资源评估方法AssessmentMethodforSolarEnergy（征求意见稿）（本稿完成日期:2006-12-20）2007-义义-义义发布2007-2007-义义-义义发布中国气象局发布QX/TxxxxxxxxQX/Txxxxxxxx 太阳能资源评估方法范围本标准规定了表征太阳能资源的太阳总辐射的计算方法，给出了太阳能资源评估的指标以及资源的等级划分。本标准适用于各级气象、电力、农业等部门进行太阳能资源开发利用工作中的太阳能资源计算和评估。引用标准GB/T12936.2-1991太阳能热利用术语第一部分术语和定义、缩略语下列术语、

2、定义和缩略语适用于本标准。太阳能solarenergy太阳能可分为广义的太阳能和狭义的太阳辐射能。所谓广义的太阳能是指由太阳辐射转换而成的一切能量，它包括现在和过去通过太阳活动而获得的所有形式的能量，如风、波浪能、海洋能、生物质能以及煤、石油天然气等。狭义的太阳辐射能主要是指太阳总辐射以及与之有联系的日照时数和百分率。本标准中所评估的太阳能是狭义的太阳能太阳总辐射solartotalradiation太阳总辐射是指水平面上,天空2立体角内所接收到的太阳直接辐射和散射辐射之和。太阳常数solarconstant太阳常数是指在日地平均距离处，地球大气外界垂直于太阳光束方向上接收到的太阳辐照度。太阳

3、赤纬solardeclination太阳赤纬是从天赤道沿太阳所在时圈量至日面中心的角距离。春（球）分时为0，一年之内在2327之间变化。日照时数sunshineduration日照时数是指太阳在一地实际照射的时数。在一给定时间，日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120瓦米-2(W-m-2)的那段时间总和，以小时(h)为单位，取一位小数。日照时数也称实照时数。可照时数durationofpossiblesunshine可照时数又称天文可照时数，是指在无任何遮蔽条件下，太阳中心从某地东方地平线到进入西方地平线，其光线照射到地面所经历的时间。真太阳时apparentsolartime真太阳时是由

4、日面中心的时角量度的计时系统。太阳能资源的计算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，从而得到掌握每年太阳能资源的数量。有关参数计算太阳赤纬太阳赤纬是影响天文总辐射量的重要天文因子之一，由式(1)计算：8=0.3723+23.2567sinx+0.1149sin2x-0.1712sin3x0.7580cosx+0.3656cos2x+0.0201cos3xx=2冗义57.3义(N+ANN)/365.2422(2)0式中：

5、N为按天数顺序排列的积日。1月1日为0；2日为1；其余类推，12月31日为364(平年)；闰年12月31日为365。N=79.6764+0.2422(y1985)INT0.25义(y1985)，其中Y为年份，INT(X)为不大于X的0最大整数的标准函数。AN为积日订正值，由观测地点与格林尼治经度差产生的时间差订正值L和观测时刻与格林尼治0时时间差订正值W两项组成。AN=(WL)/24L=(D+M/60)/15(3)W=S+F/60其中：D为计算点经度的度值；M为计算点的分值；L东经取负号，西经取正号。在我国取负号;S为计算时刻的时值；F为计算时刻分值；计算中取S=12，F=0。日地相对距离日地

6、相对距离是计算日天文总辐射时使用的参数，可以用式（3）计算：p2=1.000423+0.032359sinx+0.000086sin2x0.008349cosx+0.000115cos2x（4）式中x由（2）式计算。可照时数可照时数是计算日照百分率时用到的参数，用式（4）进行计算：T:sin（45。+“bsin（4，-Ly）T22sinb=2i；cosQcoso可照时数T=2xT（5）AB式中：TB为半日可照时数；r=34为蒙气差；隼为当地纬度；为太阳赤纬。时差E=0.00281.9857sinx+9.9059sin2x7.0924cosx0.6882cos2x（6）Q式中x由（2）式计算。真

7、太阳时TT=CL+ETQ式中：CT为北京时；L为经度时差，由（3）式计算；EQ为时差，由（6）式计算。月日照百分率的计算S1=INT(S/TA)(7)式中：S为月日照时数TA为月可照时数日天文总辐射量的计算TI兀P20(8)0_(3sm(psm3+co即cos5兀P20(8)式中：Q为日天文辐射总量，单位为MJm-2d-1；nT为周期(24X60X60S)；I为太阳常数(13.67x10-4MJm-2，1)；0P2为日地相对距离；3为日落时角，3=arccos(-tantan5)；00隼为地理纬度；4.45为太阳赤纬。4.4月太阳总辐射量计算由于我国太阳辐射观测站点较少，对有观测的站点，计算其

8、月太阳总辐射量可以用每天的观测值进行累加，对于计算无观测地点的月太阳总辐射，用经验公式(9)计算。Q=Q(a+bS)(9)01式中:Q为月天文辐射量，由(8)式计算出当月逐日天文总辐射量，然后相加；0S1为当月的日照时数百分率；a,b为经验系数，根据计算点附近的日射站观测资料，利用最小二乘法计算求出。系数a,b的确定首先选择计算点附近有太阳辐射观测气象台站，作为计算系数的参考点。根据参考点历年观测的太阳总辐射和日照百分率，计算系数a和b,其计算公式如(10)。(S-W)(y-司1i1ib=i=1、(10)(S-W)2(10)1i1i=1a=y-S1式中:L为参考站点的逐年月日照百分率;S；为参

9、考点月日照百分率的平均值;Q，-一一，一y当为参考站点逐年月辐射总量与月天文辐射总量的比值；iQ0为参考站点逐年月辐射总量与月天文辐射总量的比值的平均值;n为选取观测资料的年数。在计算过程中，应该注意我国1981年1月1日开始使用世界辐射测量基准（WRR）,在此之前使用的是国际直接日射表标尺（IPS），两者关系为：因此，在1981年1月1日以前，我国所有辐射资料换成WRR必须乘系数1.022。5太阳能资源的评估为了更充分地开发和利用太阳能资源，根据太阳能资源中的一些主要指标进行太阳能资源进行的评估是十分必要的。太阳能资源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。具体的

10、资源丰富程度等级见表1。表1太阳能资源丰富程度等级指标资源丰富程度三1740KWh/(m2a)资源丰富14001740KWh/(m2a)资源较丰富11601400KWh/(m2a)资源较贫乏1160KWh/(m2a)资源贫乏太阳能资源利用价值评估利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。太阳能资源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，最大值与最小值出现的季节也反映了太阳能资源

11、的一种特征。太阳能资源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。以当地正太阳时910时的年平均日照时数作为上午日照情况的代表，以正太阳时1113时的年平均日照时数作为中午日照情况的代表，以正太阳时1415时的年平均日照时数作为下午日照情况的代表。哪一段时期的年平均日照时数长，则表示该段时间是一天中最有利太阳能资源利用的时段。参考文献1左大康.中国地区太阳总辐射的空间分布特征J.气象学报，1963,33(1):78-96.2翁笃鸣.试论总辐射的气候学计算方法.气象学报J,1964,34：304-315.3陆渝蓉，高国栋.我国辐射平衡各分量计算方法及时空分布研究J

12、.南京大学学报(自然科学版).1976,12(2),89-110.4王炳忠,张富国，李立贤.我国的太阳能资源及其计算J.太阳能学报,1980,1：1-9.5祝昌汉.再论总辐射的气候学计算方法(一).南京气象学院学报J.1982,5(1):15-24.6祝昌汉.再论总辐射的气候学计算方法(二).南京气象学院学报J.1982,5(2):196-206.7朱瑞兆，祝昌汉，薛桁.中国太阳能、风能资源及其利用M.北京：气象出版社，19888孙治安.中国太阳总辐射计算方法的进一步研究仃.南京气象学院学报.1992,15(2),21-199缪启龙，周锁铨，吴息.西部山区总辐射气候学计算及分布J.南京气象学院学报,1994,17(2):177-182.10高国栋,缪启龙,王安宇,等.气候学教程M.北京:气象出版社，1996.31-32.11翁笃鸣.中国辐射气候M.北京:气象出版社,1997.12刘绍民，李银芳.新疆月太阳总辐射气候学计算方法的研究J.干旱区地理,1997,20(3):75-81.13赵媛，赵慧.我国太阳能资源及其开发利用.经济地理J,1998,18(1):56-61.14杜尧东，毛慧琴,刘爱君