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2015年中國太陽能風能資源盤點
來源：中國氣象報 | 0評論 | 4875查看 | 2016-02-20 17:44:40    
　　編者按：風能資源是氣候資源的一種。自古埃及人用風能驅動尼羅河上的帆船至今，風能資源一直是人們孜孜以求的新能源使用方式之一。

　　作為新能源(yuan)，太陽(yang)能資(zi)源(yuan)與風(feng)能資(zi)源(yuan)一樣(yang)，是(shi)我國大力(li)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的資(zi)源(yuan)之(zhi)一。隨(sui)著這(zhe)些資(zi)源(yuan)的不斷(duan)開(kai)發(fa)利用，氣象因素越來越突出(chu)，對此，開(kai)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)評估(gu)工作則(ze)顯(xian)得更(geng)為重要(yao)。本文圍(wei)繞(rao)2015年太陽(yang)能與風(feng)能資(zi)源(yuan)評估(gu)情(qing)況，分析結果、展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)望發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)，以饗(xiang)讀(du)者。

　　太陽能篇

　　多云日數增多致太陽能年輻照量跌至10年來最低

　　中國氣象局風能太陽能資源中心正研級高級工程師申彥波告訴記者，2015年全國陸地表面平均的水平面總輻射年輻照量為1476.1千瓦時/平方米，比2004年至2013年的平均值偏少24.8千瓦時/平方米，成為2004年以來的歷史最低值。

　　太陽能資源呈現出地區性差異較大，總體呈現高原、少雨干燥地區大，平原、多雨高濕地區少的特點。青海大部、西藏中西部、甘肅西部、內蒙古西部，新疆東部水平面總輻射年輻照量超過1750千瓦時/平方米，成為太陽能資源最為豐富的區域；而四川東部、重慶、貴州中東部、廣西北部、湖南地區水平面總輻射年輻照量不足1050千瓦時/平方米，屬于太陽能資源一般區。

　　從全國及各省水平面總輻射年輻照量距平分布看，除海南省偏高5%以上、云南東部偏高3%以上外，全國大部分地區與常年持平或明顯偏低，其中新疆北部、黑龍江大部偏低3%以上，貴州東部、湖南、江西、福建等地偏低5%以上，浙江偏低最多超過10%。

　　在多云日數的變化圖上，記者看到，去年全國大部地區云量增多，月平均多云日數12天，比常年平均值偏高約7.2%。氣候專家分析認為，影響太陽能資源的因素較多，除云和氣溶膠兩大主要原因外，水汽、大氣成分和太陽活動等均可能產生影響。

　　太陽能資源開發與利用分布呈現出地區差異大特點

　　客觀、準確的太陽能資源評價是進行光伏發電建設的重要保障，它直接關系到項目立項、設備選型以及項目的經濟性分析。據申彥波介紹，建立基于衛星與地面實測結合的太陽能資源計算方法，以及光伏電站最佳傾角、斜面輻射、發電量氣候折減等關鍵指標分析技術，能夠廣泛用于光伏發電工程服務。

　　固定式光伏發電可利用的太陽能資源是光伏組件按照最佳傾角放置時能夠接收的太陽總輻射（簡稱最佳斜面總輻射）。2015年，全國平均的最佳斜面總輻射年輻照量為1710.2千瓦時/平方米，較2004年至2013年平均值偏少63.2千瓦時/平方米，相對偏低3.69%；全國平均的固定式光伏電站的首年利用小時數為1368.2小時，較平均值偏少50.5小時。

　　在全國最佳斜面總輻射及光伏發電首年利用小時數空間分布圖上，記者看到，2015年，我國東北、華北、西北、西南大部及海南最佳斜面總輻射年總量明顯多于我國東南部地區。

　　實際上，太陽能資源開發利用前景巨大、需求迫切。申彥波告訴記者，太陽能資源開發利用與氣象條件密切相關，對服務技術能力的要求也更加嚴格。在太陽能發電總體開發規劃編制和電場建設選址前，太陽能資源調查評估是一項必不可少的工作，從而可以獲取電場擬選址地、計劃開發規模、開發優先順序等資源開發利用建議；開展發電功率預測是解決電場運行中功率波動性問題的主要技術手段，功率預測需要發展建立高時空分辨率且穩定運行的精細化氣象預報技術體系；臺風、雷電、高溫、大風沙塵等氣象災害和高影響天氣會直接影響電場的安全運行，也直接決定電站建設的前期抗氣象風險能力設計、設備選型。這些都需要對相關氣象災害和高影響天氣開展風險評估和預報預警。

　　據記者了解，目前，氣象部門評估技術方法和分析報告已得到神華、華電、三峽、中廣核等集團風能太陽能發電公司高度認可，并被部分企業采納為企業標準，取得了很好的服務效益。


　　這個看起來像雞蛋一樣的未來派建筑可以說是世界首個真正獨立的便攜式房屋。這個房屋能夠為兩個成人提供緊湊式住宿空間。在太陽能和風能的驅動下，使用者可以享用溫暖的床鋪以及熱乎的餐食。

　　風能篇

　　風速正常稍偏小風能資源接近常年均值

　　“利用全國氣象臺站2004年至2015年地面觀測資料，我們統計分析了2015年我國陸地10米高度的風速特征，全國地面10米高度年平均風速較近十年（2004年至2013年）均值偏小0.52%，屬正常稍偏小年景。”中國氣象局風能太陽能資源中心高級工程師周榮衛說，“風能資源呈現出分布不均，地區差異性大的特征，上海、江蘇、山東、天津、浙江、北京等6省（市）年平均風速偏小5%以上，西藏、重慶明顯偏大。”

　　據全國風能資源高分辨率數值模擬數據（2014）顯示，全國陸面70米高度年平均風速均值為5.6米/秒。周榮衛說：“2015年，我國平均風速大于5.0米/秒的分布區域進一步擴大，東部沿海大部分地區、山東大部、華東、華南、華中及西南等部分山區的平均風速也可達到5.0米/秒。”

　　2015年，全國年平均風功率密度大值區主要分布在我國的三北地區、東部沿海地區以及青藏高原、云貴高原和華南山脊地區。年平均風功率密度超過300瓦/平方米的區域主要分布在三北地區、青藏高原和云南的山脊地區。這是記者從2015年全國陸地70米高度風功率密度圖譜上獲悉的。

　　據周榮衛介紹，2015年與2014年相比，除了西藏、云南、上海、新疆、江蘇5省（區、市）年平均風速和年平均風功率密度有不同程度減小外，其他省（區、市）有不同程度的增加，且多數省（區、市）年平均風速距平百分率增加超過1%，年平均風功率密度距平百分率增加超過3%。

　　從各省（區、市）發電量變化來看，多數地區與常年持平，上海、山東、黑龍江偏小1%以上，其中，上海偏小達到3.7%；而西藏、遼寧偏大1%以上。

　　冷空氣偏弱、臺風偏少是主因

　　風速是影響風能開發利用的重要因子，一個地區風資源的豐富程度直接跟當地常年的風速大小息息相關。

　　“冷空氣頻次偏少、強度偏弱是主要原因。”周榮衛說。

　　根據國家氣候中心統計，2015年影響我國的冷空氣共16次，比常年平均（2004年至2013年）偏少4.6次；其中寒潮和強冷空氣比常年平均偏少2.0次，淮河以北地區寒潮和強冷空氣偏少1.7次；淮河以南地區寒潮和強冷空氣偏少0.3次。

　　風速對風能開發利用的影響顯而易見，而臺風則像是一把雙刃劍，對風電場的影響利弊兼有，強度較弱的熱帶氣旋以及其外圍環流影響的區域，可以給風電場帶來較長的“滿發”時段（風力機以額定風速運轉的時段），而對華南沿海一帶的風電場來說，強度較強的臺風可能給風電場帶來極大破壞。2014年，“威馬遜”正面襲擊勇士風電場，給風電場帶來毀滅性的影響。整個風電場幾乎被吹倒，現場13臺風機倒掉，另有5臺風機完全損壞(葉片破裂、發電機掉落、機艙被揭開)，無法運行。

　　2015年，在我國登陸的熱帶氣旋共6個，分別是強臺風“燦鴻”“蘇迪羅”“杜鵑”和“彩虹”、臺風“蓮花”和強熱帶風暴“鯨魚”。“與常年平均（7.2個）相比，2015年臺風個數明顯偏少，強度偏強。”周榮衛說。

　　此外，空氣密度和溫度也是影響風能開發的重要因子。以空氣密度為例，如果一個地區風速很大，但是空氣比較稀薄，那么風所蘊含的能量就會降低，也就是說風大但是風無力。溫度對于風能發電組件來說至關重要。在低溫地區，就需要特定的風能發電組件來工作，確保發電組件有很好的低溫擴展性和適應性，從而保證低溫地區風力利用達到預期效果。

　　風電產業發展需加強科學研究

　　隨著我國風能資源利用的快速發展，氣象服務的重要性逐漸顯現出來。氣象災害直接影響風電設備安全，氣象服務評估對風電場選址、風電機組選型、風電場安全運營都具有重要指導意義。因此，有必要研究氣候變化背景下風速和極端風速的變化，進而探討氣候變化對風電場發電量的影響及對設備的危害。

　　
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