拉萨太阳辐射资源测试分析

2021-03-25白珍王文雅仓啦吴振双

西藏科技 2021年1期

白珍王文雅仓啦吴振双

（西藏自治区能源研究示范中心，西藏拉萨 850000）

0 引言

随着社会和经济的发展，在人们生活水平质量的提高，对能源的需求将继续增长，传统能源已不能满足人们的需求。西藏拥有富足的太阳能资源，但由于在太阳能资源上没有做过准确的评估，太阳能光伏发电、太阳能聚光光伏发电、聚光热发电、太阳能热水器、太阳能集热器以及太阳能取暖等太阳能利用推广、示范力度不够。在太阳能的开发利用中，太阳总辐射和直接辐射是表征太阳能资源的2个重要基础参数，是衡量太阳能资源丰富与否和进行太阳能利用产品设计和工程设计的重要参数依据。为了充分开发和利用西藏得天独厚的太阳能资源提供必备的科学依据，也为了补充西藏这方面的研究之不足，实地测量、收集太阳能辐射资源,分析太阳能辐射资源情况，是一项必须开展的基础性研究。

1 技术路线

1.1 气象测试原理

水平面太阳能总辐射是水平面从上方2π 立体角范围内接收到的太阳能直接辐射和散射辐射之和［1］。

法向太阳能直接辐射与太阳光垂直的平面上接收到的直接辐射［1］。

1.2 调试辐射站

太阳跟踪器调水平：观察主体上水平泡位置，将跟踪器手动转到朝正南方向，调节底座的两个底脚将跟踪器调水平，水平后将底脚用螺栓固紧。辐射表（总辐射表、散射辐射表、紫外辐射表）调水平：水平安装的辐射表须调节好水平，调节时跟踪器定位在朝正南方向，然后开始调节水平，调水平仪时，三个调平螺栓应先调靠近水准器的那个［2］，仪器应调至气泡位于水平仪内圈的中间位置，如图1。直接辐射表调节:直接辐射表须对光孔在正上方，头尾两端与卡具距离相当。

图1 辐射表

1.3 采集气象数据

气象数据包括总辐射、直接辐射、紫外辐射、散射辐射、风速风向仪、温湿度（CS215）以及大气压力（CS106），每隔十分钟记录一次以上气象数据。

1.3.1 建立连接。在Loggernet 主界面上，鼠标在Main 上悬停，在右边菜单中单击Connect。在弹出的窗口中单击Connect，在窗口左下角开始计数时连接成功。

数据收集。单击Collect Now，开始自动收集数据。收集过程中不要中断操作，以免造成数据重复或不连续等操作问题。数据存储于默认路径下，即安装Loggernet4.0 的指定工作目录。计划每两天收集一次数据。

2 数据分析

2.1 直接辐射

拉萨城市空气相对稀薄，对太阳光辐射的削减程度就一定越小。青藏高原上的空气很稀薄，但它属于太阳能资源丰富的地区，这是不言而喻的。由于拉萨纬度不高，降水少，全年中晴天天数占比最多，每天直接辐射的比例自然较多,但太阳能辐射资源与气温之间没有太直接的关系。2012年，拉萨年太阳总辐射量达6773.3 MJ∕m，年直接辐射占总辐射的一半以上，有利于太阳能的开发和应用。

图2 2012年太阳直接辐射与总辐射变化曲线

晴天多、阴天少，太阳直接辐射值与总辐射比值大的主要因素从2012 年太阳直接辐射与辐射月变化柱状图显示，拉萨太阳直接辐射值与总辐射的比值低值出现在5 月、6 月，这是夏季印度洋西南季风影响的结果，空气湿度大，散射值就大，直接辐射值与总辐射值柱状高度就越明显。

图3 2012年太阳直接辐射和总辐射值月变化柱状图

2.2 冬天和夏天太阳能总辐射资源对比

在二十四节气中，夏至、冬至是两个特殊的标志时间,一般在6月21日或22日为夏至,12月21日或22日为冬至,二者相隔6个月。在北半球，阳光日照时间最长的一天是夏至,与其相反的是，阳光日照最短的一天为冬至。对于北回归线和它以北的地域来说，夏至的正午太阳高度也是全年里达到最高的一天，一天最高辐射照度达1000w∕m2，而冬至是一年中太阳高度最低的一天，太阳在正午时辐照度远远低于夏至。