太阳能资源评估报告

宁安市太阳能资源评估报告AssessmentRecordforSolarEnergyofNing'Ancity评估范围：黑龙江省宁安市评估单位：宁安市建设局宁安市气象局评估时间：2010年05月10日#目录TOC\o"1-5"\h\z第一部分总论3一、评估说明3二、评估目的3三、评估任务4四、评估依据4五、评估范围5第二部分宁安市概况6一、市情概况6二、基本气候7三、地理地貌7四、社会经济8第三部分太阳能特征及利用8一、太阳能特点8二、影响太阳辐射强度的因素9三、中国太阳能分布特征10四、太阳能利用现状11第四部分太阳能资源评估12一、宁安市太阳能资源的评估121、太阳能资源丰富程度评估132、太阳能资源利用价值评估173、太阳能资源稳定程度评估184、太阳能资源日最佳利用时段评估18二、太阳能利用存在的问题19三、评估结论及建议201．评估结论202．宁安市太阳能资源的合理利用213．制度政策21第一部分总论一、评估说明太阳能已经被国际公认为是未来最有竞争性的能源之一，太阳能资源具有取之不尽、用之不竭；不污染环境、不破坏生态；周而复始、可以再生；分布广泛、方便使用；就地可取、不需运输等特点，因此太阳能利用前景广阔目前世界各国十分重视太阳能资源的开发利用工作，可通过生物转换、光热转换、光电转换、光化学转化等方式利用太阳能。为了加强宁安市太阳能资源的高效利用，科学合理的开发利用太阳能资源，减少不可再生的化石类能源的利用，进一步在全市大力推广太阳能的应用，必须做好太阳能资源评估工作。准确计算开发地太阳能资源的数量，对其进行正确评估，是关系到项目建设成败的关键。同时准确评估区域内的太阳能资源，对于该区域内的太阳能资源开发利用具有较强的指导意义。二、评估目的太阳能资源是基础性的自然资源，是人类赖以生存和实现可持续发展的重要物质基础。我国化石类能源短缺，供需矛盾日益突出，环境恶化已成为经济社会可持续发展的制约因素，为加强太阳能资源合理开发、高效利用、优化配置、全面节约化石类能源，我国于2006年1月1日实施了《可再生能源法》，全国各地区按照本法律充分发展利用可再生能源是履行其法律义务的重要内容之一。本评估通过对宁安市范围内的太阳能资源进行分析，结合相关规范要求与计算方法，利用统计、计算相结合的方法，对宁安市地区太阳能资源进行认识，了解宁安市太阳能资源特征，掌握宁安市可再生能源之一的太阳能资源相关因素与数据，研究太阳能资源的变化趋势，分析各种太阳能利用方式的合理性与科学性，进行与太阳能热利用有关的计算及指导宁安市太阳能开发利用，解决在太阳能使用过程中遇到的一些问题，为宁安市可再生能源建筑应用发展专项规划提供依据。三、评估任务根据宁安市对太阳能资源的使用现状与要求，依据所处的地理位置、地形地貌、气候特点、周边环境、影响因素，本次太阳能资源评估的主要任务是：(1)依据已有的太阳能资料和本次的研究计算，评估宁安市太阳能资源的丰富程度；(2)分析太阳能资源的历年变化，评估太阳能资源在不同时段的利用价值。(3)根据太阳能资源动态特征，评估太阳能资源的稳定程度。(4)分析太阳能资源的各种影响因素与相互关系，认识太阳能利用的不利条件，研究针对各种情况的解决方案。四、评估依据本评估报告编制依据包括法律法规、规程规范、技术标准及技术文件与资料等。法律法规《中华人民共和国可再生能源法》《中华人民共和国节约能源法》《可再生能源中长期发展规划》《节能减排综合性工作方案》《民用建筑节能管理规定》规程规范、技术标准QX／T—2008《太阳能资源评估方法》中国气象局发布GB／T12936.2—1991《太阳能热利用术语》GB50364—2005《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50495—2009《太阳能供热采暖工程技术规范》《全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇》宁安市气象局所提供太阳能资源相关数据清华大学建筑设计软件DEST。中关于气候的数据五、评估范围本次评估针对整个宁安市7924平方公里太阳能资源进行评估，研究宁安市地区内太阳能特点、影响因素，根据《太阳能资源评估方法》与当地历年太阳能统计数据，计算宁安市太阳能资源丰富程度、可利用价值。

第二部分宁安市概况一、市情概况宁安市位于黑龙江省东南部，张广才岭和老爷岭之间的牡丹江上游谷地。跨东经128°07'—130°01'，北纬48°31'—44°27'。南北长约100公里，东西长约140公里，东邻穆棱县，东南与吉林省汪清县接壤，西南与吉林省敦化市毗连，西与海林市以分水岭分界，北与牡丹江市相连，总面积7924平方公里，属温带大陆性季风气候。宁安市属于低山丘陵区，境内峰峦起伏,山川交错，丘陵广布。市内最高点在西部边界大秃顶子山，海拔1，559米,最低点在北部边界的温春江桥南岸，海拔241米。宁安市区地处张广才岭以东、老爷岭以西，地理坐标北纬44°01'，东经129°00'。牡图铁路、201国道贯穿全境，交通便利。宁安市共辖7个镇、5个乡、1个市辖城区街道办事处、1个镇辖街道办事处、1个镇辖社区服务中心和11个社区居委会，全市人44万。二、基本气候宁安市属温带大陆性季风气候，春秋短促，冬夏分明。素有黑龙江小江南之称。受当地森林湖泊的影响，气候较为湿润，夏高温多雨，冬季寒冷。日照金年平均日照时数2672.8小时。年内日照分布不均，以5月日照时数最多，为261.2小时，12月最少，为169.9小时。年平均气温为4.0°C。月平均气温7月最高，为22.0C。1月最低，为-18C。月平均气温年较差40C。极端最低气温-41.2C，出现在2001年1月13号；极端最高气温为37.5C，出现在1997年7月24日。积温指标温度0C的积温年平均3123.7C，80%保证率积温为3037Co最多年积温达3493.4C(1998)，最少年积温2882.5C(1969)。指标温度10C的积温年平均2634.7C，80%保证率积温2592C，最多年达3149.3C(1998)o指标温度15C的积温年平均2022.5C，最多年达2390.9C，最少年1475.1C。降水历年平均降水量511.2毫米，最大年降水量702.4毫米，最小年降水量338.8毫米。蒸发平均年蒸发量1236.0毫米,最大年1470.5毫米，最少年1117.1毫米。湿度年平均相对湿度为68%，月平均湿度以8月最高，为79%o三四月最低，为53%o年平均风速3.3米/秒,强度最大的达10级，主导风向为西南风，冬季多西北风。无霜期平均为136天。最大冻土深为1.86米。结冻期197天。冬季采暖室外计算温度-24C，采暖期平均温度-9.1C，冬季采暖期为183天。三、地理地貌宁安市位于牡丹江流域一、二、三级阶地上，地处牡丹江河谷盆地和老爷岭低山丘陵区。地势为西南高、东北低，四周高、中间低。平均海拔高度267.9米〜330米。境内峰峦起伏，山川交错，丘陵广布。市内最高点在西部边霖秃顶子山，海拔1,559米，最低点在北部边界的温春江桥南岸，海拔241米。宁安市地下水位多在5米以下，城市西部含水层较深，在17米以下，上部有较厚的粘土、亚粘土，在靠牡丹江一带又有玄武岩覆盖在沙砾层之上。使这个地区的地下水不能或很少接受大气降水的补给。该市地下水的补给来源是侧向的山区裂隙水，水质较好。地下水的流向由西向东。市区土壤构成：岩土地质年代属于第四纪河流冲积层。一般分布情况为暗棕壤、白浆土、草甸黑土及亚砂土、黏砂、粗砾砂、沙卵石等，自上而下分布。地耐力1.5—19公斤／平方厘米。四、社会经济根据《宁安市国民经济和社会发展第十个五年计划及2015年长期规划纲要》，2009年建成全省绿色农业大市（县），工业经济强市（县），财政收富市（县），科教文化先进的现代旅游城市。经济发展目标，2009年国民生产总值达77亿元。年增长13.5％左右，人均17862元以上。至2015年国民生产总值年均增长10％。到2015年生产总值比2000年翻两番，综合实力进入全省各县（市）前列。城市建设目标：加快市区发展，实施小城镇建设战略，以建制镇为重点，突出特色，合理规划，加快基础设施建设，增强城镇功能，扩大城镇规模，提高积聚辐射能力，吸纳长期人口，构造独具特色的现代化城镇体系。第三部分太阳能特征及利用一、太阳能特点太阳能是一种把太阳光转换成电能的绿色可再生能源。与其它常规能源相比，具有以下几个特点：1）太阳能取之不尽，用之不竭。据估算，一年之中投射到地球的太阳能，其能量相当于137万亿吨标准煤所产生的热量，大约为目前全球一年内利用各种能源所产生能量的两万倍。2）太阳能在转换过程中不会产生危及环境的污染物。3）太阳能资源遍及全球，可以分散地、区域性地开采。我国约有2/3的地区可以较好利用太阳能资源。4）太阳能具有间歇性，有阳光时才能发电、供热等，且产生的能量与阳光的强弱成正比关系。5）太阳能具有稀薄性，在太阳能在到达地球大气层外表面时为1367w/m2但到达地面时，由于空气的吸收、散射、云层的遮挡、纬度、季节、昼夜的不同，平均可利用的太阳能在200w左右，各太阳能利用设备也有不同的使用百分率。6）太阳能热水器、光伏发电等多是静态运行，没有运动部件，寿命长，无需或极少需要维护。光伏系统模块化，可以安装在靠近电力消耗的地方，在远离电网的地区，可以降低输电和配电成本，增加供电设施的可靠性。7）太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，往往需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置地面积大，用料多，成本增加。二、影响太阳辐射强度的因素1）太阳高度角：太阳高度角越大，穿越大气的路径就越短，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。2）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。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，但影响不是很大。三、中国太阳能分布特征中国的疆界，南从北纬4°附近西沙群岛的曾母暗沙以南起，北到北纬53°31，黑龙江省漠河以北的黑龙江心，西自东经73°40/附近的帕米尔高原起，东到东经135°05/的黑龙江和乌苏里江的汇流处，土地辽阔，幅员广大。中国的国土面积，从南到北，自西至东，距离都在5000km以上，总面积达960万平方公里，为世界陆地总面积的7％，居世界第3位。在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地，太阳年辐射总量为3340—8400MJ/m2,中值为5852MJ/m2。从中国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、宁夏南部、甘肃、内蒙古南部、山西北部、陕西北部、辽宁、河北东南部、山东东南部、河南东南部、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，这里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如人们称为“日光城”的拉萨市，1961年—1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68%，年平均晴天为108.5d、阴天为98.8d，年平均云量为4.8,年太阳总辐射量为8160MJ/m2，比全国其他省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省及重庆市的太阳年辐射总量最小，尤其是四川盆地，那里雨多、雾多、晴天较少。例如素有“雾都”之称的重庆市，年均平日照时数仅为1152.2h，相对日照为26%，年平均晴天为24.7d、阴天达244.6d，年平均云量高达8.4。其他地区的太阳年辐射总量居中。中国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°—35°。这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；．太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云多雨多，在北纬30°—40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的升高而增长。四、太阳能利用现状我市的可再生能源建设本着“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益”的能源发展方针，以“生态优先、服务社会、富裕群众”为宗旨，以“改善全市人民群众基本生活条件、保护地域生态环境”为根本出发点，以“自然资源和自有资源的综合利用”为手段，实施了一大批可再生能源试验、示范和推广项目。从80年代中期开始推广石油液化气，经过近十年的努力基本解决了全市生活用能短缺的实际问题。90年代中期我们根据当时全市生活用能条件差、水平低的实际情况，积极示范、推广太阳能热水器、省柴节煤炉灶和户用沼气等实用技术，通过几次大的技术更新，在缓解全市用能紧张的基础上，全面提升了全市的生活用能水平，改善了生活条件。截止2007年底，我市现有一定规模的国内知名品牌太阳能销售商20多家，太阳能热水利用行业产值已达到7000多万元，年销售太阳能热水器5000多台，年应用面积约6.2万平方米。截止2008年底，全市累计推广太阳能热利用产品约700多万平方米。现有一定规模的地源热泵及相关产品应用经销商10多家，年产值500多万元，地源热泵应用利用技术已走在全国县级及县级市的前列，地源热泵行业应用初具规模。近期发展规划，我市将结合国家能源产业相关政策，积极探索太阳能高硼硅玻璃制造技术、真空管镀膜技术、太阳能数字化控制技术、太阳能建筑一体化应用技术、地热综合利用关键技术、空气源模块式空调热泵机组技术、地缘热泵应用、太阳能热水器产品链检测等技术在我市建筑领域的实际应用。与建筑一体化的太阳能应用包括生，活热水供应、采暖空调、光电转换、照明。由于宁安市的地域差异、气温寒冷、年日照时数等因素达不到建筑一体化太阳能应用采暖空调、光电转换、照明等方面技术要求，不能满足建筑应用的实际需要，故不考虑这三种建筑应用。因此，本次的太阳能建筑应用规划只考虑与建筑一体化的太阳能应用生活热水供应。第四部分太阳能资源评估宁安市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对太阳能资源进行的评估是十分必要的。下面列出了根据《太阳能资源评估方法》的计算办法与历年太阳辐射统计数据编制的宁安市逐月太阳能可利用参数表。

宁安市太阳能资源参数表4—1月份月日照辐射量叮]月日照散射辐射量[MJ/Cm1-4)1直射辐射系数月可照时数(h)月日照时數(h)计算月太阳总辐射量[MJ/(m]-a)]大于6小时天数一月20)9633030,5196278.0260195.6493349.558515二鬭246I35.SD070.4486297.2329184J067487.7S5414三月392213.60920.4554367.9945229.9822769.^5682C四月469211.S1110.5271405,90702J5-8699990.059020五月3551«9.S5220.6582463.5942260,7584121L.445422六月554149.68140.72^9470.9064255.82731251.531021七月540199.6030O.63C0475,5955252,04241248,821920八月510235.01160.5393437.0003250.99021089.439419丸月41018836180.5^10375.327®227.6385830.045217十月3I&I43.&9J90.54^6336.5996217.5246604.21S815十一月21565.44130.69S62SL3878192.679ft385,0771月1583627440,4^40266.3185169.7181304.1408门全年4569,06^81925.46690.56234455.8936一-¥2672.78749522,07942101、太阳能资源丰富程度评估为了按照各地不同条件更好地利用太阳能，20世纪80年代中国的科研人员根据各地接受太阳总辐射量的多少，将全国划分为如下5类地区。(1)一类地区全年日照时数为3200—3300h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射

总量为6680—8400MJ，相当于225—285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部等地。是中国太阳能资源最丰富的地区。尤以西藏西部的太阳能资源最为丰富，全年日照时数达2900—3400h，年辐射总量高达7000—8000MJ/m2，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第2位。(2)二类地区全年日照时数为3000—3200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳能辐射总量为5852—6680MJ，相当于200—225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。为中国太阳能资源较丰富区。三类地区全年日照时数为2200—3000h。在每平方米面积上一年接受的太阳辐射总量为5016—5852MJ，相当于170—200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东东南部、河南东南部、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、天津、北京和台湾西南部等地。为中国太阳能资源的中等类型区。四类地区全年日照时数为1400—2200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为4190—5016MJ，相当于140—170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资源较差地区。(5)五类地区全年日照时数为1000—1400h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为3344—4190MJ,相当于115—140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州、重庆等地。此区是中国太阳能资源最少的地区。相当于欧洲的大部分地区。一、二、三类地区，年日照时数大于2200h，太阳年辐射总量高于5016MJ/m2，是中国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的2/3以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区，虽然太阳能资源条件较差，但是也有一定的利用价值，其中有的地方是有可能开发利用的。总之，从全国来看，中国是太阳能资源相当丰富的国家，具有发展太阳能利用事业得天独厚的优越条件，只要我们扎扎实实地努力工作，太阳能利用事业在我国是有着广阔的发展前景的。(6)中国太阳能资源等级太阳能资源的研究计算工作，不能做一次即可一劳永逸。近些年的研究发现，随着大气污染的加重，各地的太阳辐射量呈下降趋势。上述中国太阳能资源分布，主要是依据20世纪80年代以前的数据计算得出的，因此其代表性已有所降低。为此，中国气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据又重新计算了中国太阳能资源分布。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年辐射量的大小，可将中国划分如下较详细的太阳能资源带。

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。具体的资源丰富程度等级见表4—2。表4-2太阳能资源丰富程度等级资源区划代号名称指标I资源丰富区^6700MJ/(m2•a)11资诲较富区5400—6700MJ/(m2•a)m贾源一般区4200—5400MJ/(m2*a)IV资源贫乏区<4200MJ/(m2・a)宁安市的全年日照时数为2672.8h,年平均太阳辐射总量为4569MJ(m2・a)属于太阳能资源一般地区。宁安市属温带大陆性季风气候，春秋短促，冬夏分明。夏季日照较长，但受当地森林湖泊的影响，气候较为湿润，夏高温多雨，影响对太阳直接辐射的利用，同时由于空气湿度较大，其吸收和散射作用较强,这样大大减少了太阳到达地球表面的辐射量，使其太阳辐射量偏小。

翻卷电竝型代-翻卷电竝型代-胃戒・—币•厂］■寸韦殽.彳朋号=•：.亠、..#■'、、/—;巴1Y搁匕誌'韜：理障;；:硬譽*—西讣A&飜阻.■―讥：堂怖「电「砖‘瞧J•*±i<H5辰七「:帶2、太阳能资源利用价值评估宁安市各月日照时数大于6小时的天数差别较大，4—8月份较高，11—2月较低，其中5月份日照时数最大，7月份低于6月份，也正是历年的雨季的准确反应，冬季利用价值较低，主要受自然季节影响，冬季月计算太阳总辐射量与可日照时数就小于夏季。根据历年气象统计资料宁安市年平均日照时数为2672.8小时，平均每天为7.3小时，说明宁安的太阳能具有可利用价值，但受各种天气因素影响较大。

120010008006002001400月日照辐射量与月可日照辐射屋图123120010008006002001400月日照辐射量与月可日照辐射屋图123456789101112月份2520I15W509101112342520I15W5091011月H照大于6小时天数3、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的一种特征。根据历年统计资料最大值与最小值的比值为22/13=1.69<2，说明宁安市太阳能资源全年辐射量稳定性较好。4、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9〜10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11〜13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14〜15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。表4-3厂年日照总辐射量L年日照散射辐射量5-61023341.976-7215,0586.2^7-8350.55147.158-9473.40200-719-10569.10243.9010-1J616.48260+7911-12626.)0267.2912-13548.60233.0113-14435.20192,1514-15305.50127.491416176.0970.9816-17S2.89、30.9917^1824JS7.S7U-190.17405根据对宁安市历年中有日照时间的小时辐射量统计，正午太阳时11〜13时的平均日照时数最长，即一天中最有利太阳能资源利用的时段是中午。二、太阳能利用存在的问题虽然太阳能可以说是取之不尽，用之不竭的。太阳能的总量很大，我国

陆地表面每年接受的太阳能就相当于1700亿吨标准煤，但对于太阳能的利用存在的问题主要有：第一、能流密度较低，日照较好的，地面上1平方米的面积所接受的能量只有1千瓦左右，地球表面24h的年平均辐射强度仅为0.20kw/m2，这就导致太阳能的利用需要相当大的采光集热面才能满足使用要求，从而使装置占地面积大，用料多，成本增加。第二、太阳能具有间歇性，地面上太阳能还受季节、昼夜、气候等影响，时阴时晴，时强时弱，具有不稳定性。有阳光时才能发电、供热等，且产生的能量与阳光的强弱成正比关系。第三、因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。大气影响较大，给使用带来不少困难。三、评估结论及建议1．评估结论宁安市属我国内陆城市，纬度为中国中纬度地区，全年日照时数达2672.8h，年平均太阳总辐射量4569MJ(m2.a),为太阳能资源一般地区。宁安市年日照辐射量受气候影响较大，同时还受其它因素影响如空气质量等。根据历年统计宁安市可日照时数大于6小时的天数为210天，其太阳能资源具有较好的利用价值。宁安市的太阳能资源相对较稳定，