浅析赤城县太阳能资源分布特征及利用对策

田静斋，张贵梅，李景宇，杨斌

（1.赤城县气象局，河北 赤城 075500；2.张家口市气象局，河北 张家口 075000）

太阳能以其储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性和经济性等优点，被国际公认为是未来最具有竞争性的能源之一，是未来接续能源和战略能源[1-3]。太阳能又属于气候资源，其时空变化与气象因素密切相关，开发利用全过程离不开健全的气象保障服务，如太阳能资源的监测与评估、光伏发电功率预报、光伏电站选址规划、光伏电站气象灾害评估等[4]。我国很多地区对当地太阳能资源进行评估，并对太阳能资源的评估计算方法和开发利用前景进行分析。为了加强河北省张家口赤城县资源的高效利用、科学合理地开发利用太阳能资源，推动绿色生态产业健康可持续发展，有必要开展太阳能资源评估工作，其对该区域内的太阳能资源的开发利用具有较强的指导意义。

1 赤城县概况

赤城县位于河北省西北部，东接承德市，南界北京市，西邻张家口市，北靠坝上草原，与怀柔区、延庆县、怀来县、宣化县、崇礼县、沽源县、丰宁县接壤。属潮白河水系白河流域。地处冀北山区，地理坐标北纬4 0°3 0 ˊ3 7〞～4 1°2 3 ˊ2 6〞，东经115°25ˊ18～116°27ˊ33〞。

赤城县属东亚大陆性季风气候中温带亚干旱区，一年四季，气候分明。春季多风少雨雪，阳光明媚；夏季雨量大、次数多，空气清新湿润；秋季天空晴朗，温凉舒爽；冬季寒冷漫长，降雪量较少。

2 太阳能资源空间分布特征

赤城县太阳能资源从西南部、东北角向东南呈逐渐递减的趋势，田家窑镇、大海陀乡、龙关镇年太阳总辐射量在1550 k W·h/m2以上，最大可达1564.6 k W·h/m2以上；最小值出现在后城镇、东卯镇和样田乡，年太阳总辐射量也在1494kW·h/m2以上（如图1和图2）。

3 太阳能资源时间分布特征

1981年以来，年太阳总辐射量整体呈下降趋势，平均每年下降2.4kW·h/m2。从太阳总辐射量的年代际变化看，20世纪八十年代年平均太阳总辐射量为1568.0kW·h/m2，九十年代年平均太阳总辐射量为1497.5kW·h/m2，二十一世纪以来年平均太阳总辐射量为1488.8kW·h/m2。

从太阳总辐射量的季节变化分析，夏季太阳总辐射量最大，为498.1kW·h/m2，占全年总辐射量的32.9%；春季次之，为474.1kW·h/m2，占全年总辐射量的31.3%；冬季最小，为230.7kW·h/m2，占全年总辐射量的15.2%。

从太阳总辐射量的月变化分析，5月太阳总辐射量最大，为182.6kW·h/m2，占全年总辐射量的12.1%，6月次之，为174.3kW·h/m2，占全年总辐射量的11.5%；12月份最小，为65.0kW·h/m2，占全年总辐射量的4.3%。

4 太阳能资源精细化评估

赤城县年太阳总辐射量在1494.4～1564.6kW·h/m2之间，其中，全县1～12月份平均太阳总辐射量分别为：76.3kW·h/m2、93.5kW·h/m2、135.2kW·h/m2、159.0kW·h/m2、181.7kW·h/m2、176.3kW·h/m2、167.7kW·h/m2、154.8kW·h/m2、135.1kW·h/m2、111.8kW·h/m2、77.1kW·h/m2、65.6kW·h/m2，全年年平均为1534.0kW·h/m2。各乡镇年平均太阳总辐射分别为：田家窑镇1564.6kW·h/m2、大海陀乡1563.2kW·h/m2、龙关镇1557.7kW·h/m2、独石口镇1552.1kW·h/m2、三道川乡1551.8kW·h/m2、炮梁乡1547.8kW·h/m2、镇宁堡乡1546.3kW·h/m2、马营乡1541.7kW·h/m2、云州乡1537.1kW·h/m2、白草镇1535.8kW·h/m2、雕鄂镇1526.1kW·h/m2、赤城镇1522.0kW·h/m2、东万口乡1520.9kW·h/m2、龙门所镇1518.5kW·h/m2、茨营子乡1517.4kW·h/m2、样田乡1510.0kW·h/m2、东卯镇1504.5kW·h/m2、后城镇为1494.9kW·h/m2；十八个乡镇中太阳能总辐射最大地区在田家窑镇为1564.6 kW·h/m2，最小地区后城镇才1494.9kW·h/m2。根据《太阳能资源等级总辐射》（GBT31155-2014）中太阳总辐射年辐照量等级标准，赤城县属于太阳能资源很丰富地区，太阳能资源开发利用潜力巨大。

5 结语

制定太阳能资源开发利用规划，并优先开发太阳能资源丰富的乡镇（数据详见附表）。应充分认识太阳能资源的商品价值属性，根据太阳能资源丰富程度确定土地租赁价格。建立土地租赁价格同上网电价联动机制，避免土地租赁单价长期不变，防止返贫现象的发生。

将光伏扶贫和农村大气污染治理统筹考虑，鼓励享受光伏扶贫补贴的贫困户进行煤改电取暖改造，既改善了环境又降低了生活成本。

气候变化背景下，太阳能资源状况也在发生变化，对太阳能资源开发利用项目要依法开展气候可行性论证，并将论证结果纳入项目可行性研究报告，避免投产后发电量达不到预期目标。

建议结合本县国土资源数据，利用GIS空间分析技术，剔除自然保护区、军事设施、农田、森林等限制因子，计算本县太阳能资源开发潜力，并在此基础上考虑坡度、坡向的影响，给出光伏发电太阳能资源技术开发量及可开发资源分布图谱，为太阳能开发利用规划提供更精准的科学支撑。

建议结合本县农业资源数据，利用太阳能数据，在太阳能资源丰富乡镇开展光伏农业，推动光伏科技大棚、光伏养殖等农业项目的开发利用。