第三节 太阳能与风能资源
一、太阳能资源
(一)年日照时数及百分率
我国平均年日照时数多在1400—3200小时之间,大致以秦岭-淮河、川西山地为界,其东南年日照时数多在2200小时以下,其西北在2200小时以上。川黔地区平均年日照时数1400小时以下,其中,四川宝兴826.4小时,峨眉946.8小时,马边951.5小时,云南盐津952.1小时等,是我国年日照最少的台站。锡林浩特、呼和浩特、银川、西宁、拉萨-线以西北,平均年日照时数多在3000小时以上,其中青海冷湖3553.9小时,内蒙古达来库布3443.2小时,哈日奥日布格及西藏定日3393.3小时,新疆哈密3359.1小时等,是我国年日照最多的台站。
我国平均年日照百分率分布趋势与年月照时数相似。大致在秦岭-淮河、川西山地之东南,年日照百分率在50%以下,其中川黔地区30%以下,云南盐津及四川马边21%,峨眉22%。锡林郭勒以西的内蒙古高原和柴达木盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地大部分地区,平均年日照百分率大于70%,其中青海冷湖80%,内蒙古哈日奥日布格77%,新疆哈密76%,西藏高原大部分地区年日照百分率60%以上,定日77%。
(二)太阳总辐射
我国年总辐射量约33×108-83×108J/m2之间。其分布,大体是西部大于东部。西部以青藏高原年总辐射量最大(70×108J/m2),东部以川黔地区年太阳总辐射量最小(40×108J/m2)。
太阳总辐射量由直达辐射和散射辐射2个分量组成,而这2个分量比例各地不同,青藏高原和西北干旱地区,年中云量和水汽不多,散射辐射少而直达辐射多。青藏高原直达辐射占年总辐射的70%,新疆和内蒙古地区占60—65%。长江流域和东南沿海,直达辐射与散身辐射几乎相等。西南地区云量多,水汽丰富,直达辐射仅占年总辐射量的40%。
(三)太阳能分区
为了开发利用我国太阳能资源,王炳忠1983年作出中国太阳能资源利用区划,在此基础上,盛承禹(1986年)作了较简化的我国太阳能分区。下面主要介绍盛氏的分区。
一级区以年总辐射量为指标,二级区(副区)以日照百分率出现峰值的季节为标志(峰值在春季以A表示、夏季以B表示、秋季以C表示、冬季以D表示),全国分为4区11副区。
Ⅰ区为太阳能丰富区,年总辐射量62.0×108J/m2,包括锡林浩特-银川、玉树-西藏朗县以西、天山以南的区域。其中,ⅠB1副区为内蒙古日照百分率夏季峰值区,ⅠA副区为塔里木日照百分率春季峰值区,ⅠB2副区为青藏高原日照百分率夏季峰值区。
Ⅱ区为太阳能较丰富区,年总辐射量50×108-62×108J/m2,包括天山以北区域和内蒙古高原东部,渤海沿岸平原、晋北、陕北、宁夏和甘肃的一部分、川西山地、西藏东南部等区域。其中ⅡD副区为新疆北部日照百分率冬季峰值区。ⅡB1副区为内蒙古东部、渤海沿岸平原、晋北等地日照百分率夏季峰值区,ⅡA副区为陕北和宁夏、甘肃的一部分等地日照百分率春季峰值区,ⅡB2副区为川西山地、西藏东南等地日照百分率夏季峰值区。
Ⅱ区为太阳能可利用区,年辐射总量42×108-50×108J/m2,包括东北和内蒙古呼伦贝尔等区域,以及华北南部、东南沿海平原及丘陵、云南、西藏东南部等区域。其中,ⅢB1副区为东北和内蒙古呼伦贝尔日照百分率夏季峰值区,ⅢA副区为华北南部、东南沿南平原及丘陵日照百分率春季峰值区,ⅢB2副区为滇、藏东南日照百分率夏季峰值区。
Ⅳ区为太阳能贫乏区,年辐射总量42×108J/m2,主要在川黔区域。其中,ⅣC副区为川西日照百分率秋季峰值区,ⅣD为川东、贵州的大部分、桂北及湘西的一部分等地日照百分率冬季峰值区。
二、风能资源
单位时间通过单位截面积的风能称为风能密度。3—20m/s是我国一般风能机的工作范围,故此范围的风能称为有效风能。朱瑞兆等根据全国有效风能密度和>3m/s风速出现总时数及其季节分配等,对我国风能资源进行区划研究。张家诚等(1985年)在上述研究基础上作四点规律性的概括:
1.风能最佳区 指沿海地区、内蒙古和甘肃北部、黑龙江南部和吉林东部等三个地区。其风能有效密度在200W/m2以上,3—20m/s的时数在前两区超过6000小时(250天),而后区在5000—6000小时之间。
2.风能较好区 包括:①西藏高原中部和北部,风能有效密度150W/m2以上,3—20m/s的时数5000小时以上;②西北、华北、东北三地区的北部,风能有效密度150—200w/m2 ,3—20m/S时数为4000—5000小时;③东南沿海(距海20—50千米),风能资源类同②地区。
3.风能尚可利用区 包括南岭—武夷山的东南,距海约50—100千米的沿海地带;大、小兴安岭山地;辽河平原、华北平原、长江中下游平原、西北地区、西藏高原边缘部分。其面积最大。此区风能有效密度50—150W/m2,3—20m/S时数约2000—4000小时。
4.风能贫乏区 包括云、贵、川、陕南、豫西、鄂西、湘西、福建、广东和广西的山区、塔里木盆地和雅鲁藏布江河谷等地区。其风能有效密度在50W/m2以下,3—20m/s时数在2000小时以下。