实例分析：评价具优质太阳能资源的区域

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：本章在2.5.4节的实例分析中已经对该地区的太阳能进行了评价，该地区的太阳能属于二级水平，是太阳能资源优质的地区。近十年，雷电天气平均每年发生次数9～20次，沙尘暴平均每年发生3～8次，冰雹发生2次左右。甲地区极端最高气温为39.6℃，极端最低气温为零下34.2℃。

太阳能热发电站选址是一个非常复杂的过程，在选址过程中，要尽量考虑经济、安全及环保等各方面的因素。既要考虑天文、地理等自然条件，又要考虑经济、政策等社会因素，同时还要满足可持续发展和节能减排的要求，涉及的内容非常多，非常复杂。这里以我国西部某太阳能槽式热发电站为例，从而让读者能体会如何综合考虑太阳能热发电站选址的因素。

从总体上说，我国西部地区具有丰富的太阳能资源，全年日照小时数在2800h以上，属于我国光照资源丰富区。在我国西部沙漠、戈壁滩，太阳能具有得天独厚的优势，利用太阳能热发电使广大的沙漠、戈壁滩变废为宝，可以创造较好的经济效益和社会效益。该地太阳光热资源丰富，对槽式太阳能热发电的开发、建设和推广有较好的引导作用。同时，为应对日益增长的电力需求，大量的能源开发导致全球气候变暖，温室效应明显，近年来内蒙古自治区的自然环境也受到不断破坏，而利用太阳能热发电能有效遏制温室效应和泛滥的沙尘暴灾害，符合国家可持续发展战略与节能减排的目标。本章在2.5.4节的实例分析中已经对该地区的太阳能进行了评价，该地区的太阳能属于二级水平，是太阳能资源优质的地区。同时，以上结论也经过了DNI测试站的检验。

该地区在选址时有三个候选地址，分别在这三个地区（下称甲地区、乙地区和丙地区）安装了三套气象观测系统，并分别安装了DNI测试站，以验证该地的太阳能品质是否可以满足热发电站的要求。为了得到准确、有效的年发电量计算结果，至少需要一整年的数据测量，从而把一年的所有季节都包括在内。检测结果见表4-8。

表4-8 三地DNI实测结果（kW·h/m²）

从表中可以看出，三地都属于资源最丰富或者资源很丰富的地区。但是，仅甲地区太阳能年辐射值大于1900KW·h/m²。接下来通过调研将分别阐述并比较各方面的因素，从而确定太阳能热发电站的地址。

1.地理位置、地形地貌与防地震

太阳能热发电站需要太阳能资源的可靠性，同时需要有足够的场地容纳太阳能热发电站的各个设备，同时也要考虑地形地貌，考虑是否适合建造太阳能热发电站或者如何从工程上采取措施，防止地质灾害和地震给热发电站带来的损失。三地的地理位置与地形地貌见表4-9。

表4-9 三地地理位置与地形地貌

从上面的表可以看出甲地区条件最好，其次是乙地区，最次是丙地区，靠近黄河，由于河岸侧渗，地下水位距离地面很浅，基础施工成本高。

2.气候条件

分析气候条件可以确定该地的气候类型，并结合历史气候资料，了解极端天气发生的频率与程度，可以进一步判断太阳能资源的可靠性与稳定性，同时可以提前预知可能发生的气象灾害，确保工程的安全性与可靠性，减小灾害对太阳能热发电站的破坏。三地的气候条件汇总在表4-10中。

表4-10 三地气候条件汇总

（续）

以上为三地常规的气候情况，除此之外，还要考虑各地的极端天气。

甲地区极端最高气温为39.6℃，极端最低气温为零下34.2℃。年平均降雹日数2天，冰雹直径常见为5mm，最大年降雹日数为6天。沙尘暴年平均发生次数为18天。历史上发生沙尘暴最多为98天，发生在1969年。

乙地区极端最高气温为39.5℃，极端最低气温为零下28.6℃。最少年降水量为132mm，最大风速为24m/s，最大积雪深度为39cm。无霜期年平均为135天。无霜期一般为140～150天。最大冻土深度为146cm。

丙地区最大连续降雨雪天数为8天，积雪深度为17cm。近十年，雷电天气平均每年发生次数9～20次，沙尘暴平均每年发生3～8次，冰雹发生2次左右。

从上面的叙述可以看出三处厂址接近，乙地区属于沙漠腹地，沙尘暴发生概率较高。

3.水文条件

分析水文条件可以综合考虑供水、水质、防洪防涝等条件，以确保热发电站安全、经济的运行。

内陆地区需要调研地表水和地下水，甲地区、丙地区的主要地表水为黄河，乌审旗南部有无定河、纳林河、海流图河、白河等4条较大的河流，这三处厂址均属于地表水少、地下水严格控制的地区。三地都属于干旱地区，甲地区海拔比黄河高110m，历史上从未发生过洪涝灾害；乙地区处鄂尔多斯盆地内部的高台地位置，历史上从未发生洪涝灾害；丙地区与黄河毗邻，地势较低，需要考虑防洪设计。

供水条件不仅与水源情况有关，还与当地的政策和供水设施有关。甲地区的水源地位于甲地区镇自来水源井，水质优良、充足，当地自来水厂可以满足厂区的供水；乙地区属于缺水地区，需要进行供水工程改造；丙地区毗邻黄河，水源地水量可以满足热发电站要求，但该地也是落实供水最困难的地区。

4.交通、电网及其他条件

建造热发电站需要有一定的交通支持，同时所发出的电量需要经过电网输送。由于太阳能的不稳定性，当太阳能资源不能满足发电要求时，需要其他能源的支持。

三地的交通、电网、备用能源等条件汇总到表4-11中。

表4-11 三地的交通、电网、备用能源条件