宁夏太阳能资源评估分析

【摘要】：随着经济社会的飞速发展,人们对能源的需求量越来越大。太阳能是一种清洁、可再生、安全的新能源。我国太阳能资源丰富,开发潜力很大。本文利用长时间序列的气象观测数据,揭示出宁夏太阳能资源分布特征,从太阳能资源丰富程度、稳定程度、利用价值、最佳利用时段等方面对太阳能资源潜力进行全面分析,为宁夏开发利用太阳能资源提供科学依据和技术支撑。 本文所用日照时数资料为各地1971-2000年的30a标准气候值。辐射资料来自于银川站(38°29'N,106°13'E)1961-2004年和固原站(36°00'N,106°16'E)1984-2004年历年各月的实测总辐射。 太阳辐射计算办法较多,最广泛的方法是利用日照百分率和太阳辐射建立一元线性回归方程的气候学计算模式。采用该模式,计算太阳总辐射值和实测值相对误差较小,能满足一般的应用。但是怎样采用气候学计算模式能更精确计算出代表宁夏川区和山区的银川和固原站的太阳总辐射值,是一个值得研究的内容。 本文通过气候学计算模式,反演出银川和固原地区太阳辐射通量模型地方系数as、bs；但为了得到一组最适系数,本文采用新的思路,分别给定as及bs一定的阈值进行测试,初步筛选,然后进行了两年样本年不同取值测试以确定最佳值。得出银川太阳辐射通量模型地方系数为as=0.18,bs=0.62；固原太阳辐射通量模型地方系数为as=0.16,bs=0.58。利用平均偏差(MBE),平均绝对偏差(MABE),均方根偏差(RMSE),平均绝对误差(MAPE)方法,对银川及固原站历史年份的模拟结果进行检验,具有较高的可信度。 对银川、固原两站的月、年太阳辐射模拟值和实测值变化特征做了分析,银川月辐射量年际变化呈的弱将少趋势。固原3-6月年际变化也表现为增加趋势,其它月份两站的月总量平均值虽在量级上有差异,但年际变化基本呈弱减少趋势。年太阳辐射银川呈减少趋势,模拟结果比实测结果偏大；固原年辐射量表现为增加趋势,模拟结果趋势稍偏少。对全区其他各站年太阳辐射量进行推算,分析结果表明,30年中年总太阳辐射通量年际变化状态呈三种趋势：减少、基本平稳、增加趋势。表现减少趋势的站点有陶乐,银川,韦州,同心,海原；保持基本平稳趋势的站点有永宁,西吉；表现为年总太阳辐射增加趋势的站点有平罗,贺兰,灵武,吴忠,青铜峡,中卫,兴仁,盐池,固原,隆德,泾源。 在此基础上,对宁夏太阳能资源进行划分,宁夏太阳能因地域不同而变化较大,其总特点是北部多于南部,南北相差1000MJ/M2.年以上,全区以引黄灌区与中部干旱带的盐池、同心地区太阳能较高且分布也较均匀,在5864-6100 MJm-2年之间,这是宁夏太阳能丰富的地区,也是我国太阳辐射的高能区之一。并计算出宁夏各地太阳直接辐射和散射辐射、光和有效辐射、45°斜面太阳辐射、日照时数分布、大于6小时日照时数,统计出宁夏各地5成以上总云量和天数分布,为太阳能资源评估分析提供了数据支撑。 根据《太阳能资源评估方法》对宁夏太阳能资源丰富程度、太阳能资源利用价值、太阳能资源稳定程度和太阳能资源日最佳利用时段进行评估。 国家将节约能源确定为基本国策,大力提倡节能减排、发展可再生能源。本研究结果将在宁夏太阳能资源利用方面有着广泛的应用前景。 【关键词】：宁夏 太阳辐射 资源 评估
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK81
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究的社会意义10
• 1.2 研究的理论意义10
• 1.3 国内外发展研究概况10-13
• 1.3.1 气候学的计算方法10-11
• 1.3.2 其它气象和地理要素的计算方法11
• 1.3.3 人工神经网络的计算方法11-12
• 1.3.4 用卫星探测资料反演地表总辐射12-13
• 1.4 研究目标13
• 1.5 研究内容和方法13-14
• 第二章 资料和方法14-16
• 2.1 资料14
• 2.2 方法14-16
• 第三章 宁夏自然概况16-18
• 第四章 宁夏太阳能计算18-33
• 4.1 太阳能计算方法18-19
• 4.2 银川及固原地区地方系数的验证及确定19-23
• 4.2.1 银川站区域系数的确定19-20
• 4.2.2 固原站区域系数的确定20-22
• 4.2.3 误差分析22-23
• 4.3 宁夏各地太阳辐射推算结果分析23-32
• 4.3.1 银川及固原站太阳日辐射通量季节变化特征24-25
• 4.3.2 月太阳辐射总量变化特征25-28
• 4.3.3 年总太阳辐射量的变化28-32
• 4.4 本章小结32-33
• 第五章 宁夏太阳能资源区划33-50
• 5.1 总辐射分布33-37
• 5.1.1 年、季、月分布33-35
• 5.1.2 银川逐时太阳辐射变化35-37
• 5.2 直接辐射和散射辐射37-39
• 5.3 光合有效辐射39-41
• 5.4 45°斜面太阳辐射41-42
• 5.5 日照时数分布42-47
• 5.6 宁夏5成以上总云量天数分布47-49
• 5.7 本章小结49-50
• 第六章 宁夏太阳能资源潜力评估分析50-54
• 6.1 太阳能资源丰富程度评估50-51
• 6.2 太阳能资源利用价值评估51
• 6.3 太阳能资源稳定程度评估51-52
• 6.4 太阳能资源日最佳利用时段评估52-53
• 6.5 本章小结53-54
• 第七章 结论与讨论54-55
• 7.1 结论54
• 7.2 讨论54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59

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