1. 总体摘要
2015年,全国陆地表面平均水平面总辐射年辐照量约为1476.1kWh/m2,最佳斜面总辐射年辐照量约为1710.2 kWh/m2,分别较近10年(2004-2013年)平均值偏低1.65%和3.69%,为2004年来最低值。除海南、云南西部明显偏高外,全国大部分地区与常年持平或偏低,其中新疆北部、黑龙江大部、贵州东部、湖南、江西、福建、浙江等地偏低比较明显。多云日数增多是地表太阳总辐射量减少的重要原因之一。
2. 数据方法
利用2004-2015年逐年全国气象台站总辐射和日照观测资料,经统计分析和插值处理,得到全国陆地2.5°X 2.5°的格点要素资料,用于评估2015年太阳能资源参数的年景特征。
3. 水平面总辐射及分布特征
2015年,全国陆地表面平均的水平面总辐射年辐照量为1476.1kWh/m2,较近10年(2004—2013年)平均值偏小24.8 kWh/m2,相对偏低1.65%,较2004年偏低1.11%,是自2004年来最低值。

图1 全国地表太阳总辐射量年际变化直方图
太阳能资源地区性差异较大,总体上呈现高原、少雨干燥地区大;平原、多雨高湿地区小的特点(图2)。青海大部、西藏中西部、甘肃西部、内蒙古西部,新疆东部水平面总辐射年辐射量超过1750 kWh/m2,太阳能资源较丰富;
华北北部、新疆大部、甘肃中东部大部、宁夏、陕西北部、青海南部和东部、西藏东部、四川东部、云南大部及海南等地水平面总辐射年辐射量1400-1750 kWh/m2,太阳能资源很丰富;
东北大部、华北南部、黄淮、江淮、汉江、江南、华南大部水平面总辐射年辐照量1050-1400 kWh/m2,太阳能资源丰富,四川东部、重庆、贵州中东部、广西北部、湖南、湖北西部地区水平面总辐射年辐射量不足1050 kWh/m2,为太阳能资源一般区。

图 2 2015年全国水平面总辐射量年总量分布图
4. 水平面总辐射变化
从全国及各省水平面总辐射年辐照量距平分布看(图3、图4),除海南省外偏高5%以上,云南东部偏高3%以上外,全国大部分地区与常年持平或者明显偏低,其中新疆北部,黑龙江大部偏低3%以上,贵州东部、湖南、江西、福建等地偏低5%以上,浙江偏低最多,超过10%。

图3 2015年全国水平面总辐射年总量距平分布图

图4 2015年各省(市、区)水平面总辐射距平百分率
5. 固定式光伏最佳倾斜面总辐射量及分布特征
固定式光伏发电可利用的太阳能资源是光伏组件按照最佳倾角放置时能够接收的太阳总辐射(下文简称为最佳斜面总辐射)。此外,根据国内的设计经验,按照80%的总体系统效率,计算出固定式光伏电站的首年利用小时数。
2015年,全国平均的最佳斜面总辐射年辐照度为1710.2 kWh/m2,较近10年(2004-2013年)平均值偏少63.2 kWh/m2,相对偏低3.69%,较2014年偏低2.34%;全国平均的固定式光伏电站的首年利用小时数为1368.2小时,较10年(2004-2013年)平均值偏小50.5小时,相对偏低3.69%,较2014年偏低2.34%。
全国最佳斜面总辐射及光伏发电首年利用小时数空间分布显示(图5、图6),2015年,我国东北、华北、西北、西南大部及海南最佳斜面总辐射年总量超过1400 kWh/m2,首年利用小时数在1200小时以上,其中新疆大部、青藏高原、甘肃西部、内蒙古、四川西部及云南部分地区,最佳斜面总辐射年总量超过1800 kWh/m2,首年利用小时数在1500小时以上,局部超过1800小时;
四川东南部、重庆、贵州中东部、湖南中西部、广西北部及湖北西南部地区,最佳斜面总辐射年总辐射量在1000 kWh/m2以下,首年利用小时数小于800小时;此外,陕西南部、河南、安徽、江苏、四川东部、湖北大部、江西、湖南东部、浙江、福建、台湾、广州、广西中南、贵州西南部这些地区的最佳斜面总辐射年总辐射量在1000-1400 kWh/m2之间。

图5 2015年全国固定式光伏发电最佳斜面总辐射年总量分布图

图6 2015年全国固定式光伏发电首年利用小时数分布图
6. 固定式光伏最佳倾斜面总辐射量变化
从全国及各省最佳斜面总辐射年辐照量距平分布来看(图7、图8),除海南省偏高5%以上、云南东部偏高3%以上外,全国大部分地区与常年持平或明显偏低,其中南疆、西藏、青海、甘肃及内蒙西部偏低约1%-3%,新疆北部、中东部地区大部、华北地区大部、东北地区大部均偏低5%左右,其中浙江、湖南、江西三省平均偏低超过10%。

图7 2015年全国固定式光伏发电最佳斜面总辐射年总量距平分布图
(固定式光伏发电首年利用小时数距平分布图与之相同)

图8 2015年各省(市、区)固定式光伏发电最佳斜面总辐射距平百分率
(固定式光伏发电首年利用小时数距平百分率与之相同)
7. 成因分析
影响太阳能资源的因素较多,除云和气溶胶两大主要原因之外,水汽、大气成分和太阳活动等均可能产生作用。根据已有研究,这里重点分析多云日数(总云量大于8成)的变化(图9)。2015年,全国大部分地区云量增多,月平均多云日数12天,比常年平均值偏高约7.2%,这可能是导致到达地表的太阳总辐射量较少的重要原因之一。

图 2004-2015年全国日总云量大于8成的月平均日数
声明:本次转自“华新天力”公众号
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