2　太阳能集热系统研究

2.1　太阳能资源介绍及选址

我国的太阳能年辐射总量西部高于东部，除纬度较高的西藏和新疆外，北部高于南部。多数南方地区由于云雨量较大，太阳能实际分布情况与理论分布规律相反。

太阳能资源分布见表2-1，可以看出，我国西部的太阳能资源非常丰富，且多数地区年日照数在3000h以上。但是由于这些地区面积广大，一般电网难以覆盖，因此特别适合发展分布式太阳能系统。在我国西北地区，如新疆、内蒙古等地已经有一些太阳能光伏电站，但是聚光式太阳能远远不如光伏系统商业化，只有一些科研机构建立了聚光式太阳能热电站示范项目。国内最早的聚光式太阳能热发电示范项目是南京江宁区70kW塔式电站，于2005年建成并成功发电。2011年1月20日，内蒙古50MW槽式太阳能项目开标。［29-30］

表2-1　太阳能资源分布表［28］

但是太阳能资源丰富的一类、二类地区大部分处于我国西北部，即我国的严寒地区或者寒冷地区，对于制冷的需求不大。而对冷量需求旺盛的大部分夏热冬冷地区或者夏热冬暖地区都集中在太阳能资源中等的三类、四类地区。

建设太阳能发电站必须具备开阔、平坦的地形并需要较大的面积，而相对于建立在沙漠中的太阳能电站，机场等地需要较大的制冷及电负荷，电站发电一般可以被机场自身消耗，也可以减少其自身的常规发电机组投资。

本文以深圳为例，根据其气候情况，比较太阳能辅助燃煤冷热电联产系统与常规电站结合电制冷机组系统的优劣，并根据太阳能辐照度提供太阳能辅助燃煤冷热电联产系统的运行策略。模拟结果可以为华南地区的太阳能利用提供参考。

根据联合国环境项目组公布的1973～2002年TMY气象观测数据中深圳的情况，首先统计这些年每日各小时平均太阳辐射分布情况，再根据每个月的数据统计出月平均每日状况以得到标准日数据。选择比较有代表性的3月、6月、9月、12月作为参考值，结果见图2-1。

图2-1　深圳1～12月平均气温、平均最高气温和平均最低气温［31］

深圳位于113°46′E～114°37′E，22°27′N～22°52′N。年平均气温22.5℃，若以气候寒暖为具体指标来划分深圳的四季，平均春季76天、夏季191天、秋季76天、冬季22天。年平均相对湿度约77%，主要盛行偏东风，平均风速3.1m/s。［31］

1973～2002年深圳标准日太阳直射辐射量见图2-2。可以看出，深圳12月太阳能直射相对于其他月份更好，在北半球，12月是冬季，太阳倾角大，理论上来讲直射量应会降低。原因可能是冬季空气洁净，云层少且薄，使得散射减少。深圳的太阳能辐照度主要集中在300～600W/m2范围内，满足开发条件，因此要积极开发其太阳能资源。

图2-2　1973～2002年深圳标准日太阳直射辐射量　［32］