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北京浅山区太阳能资源及利用潜力研究 史永征潘树源 陈红兵 吴振荧周振 (北京建筑工程学院暖燃重点实验室) 摘要：根据北京市开展的浅山区生态休闲示范村建设项目中太阳能利用的监测情况。分析 了当地实际可利用的太阳能资源及太阳能利用形式，认为带有辅助电加热的太阳能采暖系统 不适合在浅山区生态村推广，建议加大开发和推广太阳能热水器及太阳能照明的力度，为村 民提高生活舒适度。 关键词：太阳能；太阳能资源；利用效率；利用形式；经验总结 1 引 言 目前，全国共有320多万个村庄，做好村庄的规划和建设是国家实现经济、社会与资源环境可 持续发展的重要途径和保障。在能源规划方面，太阳能资源及其利用成为关注的焦点。我国是太阳 能资源十分丰寓的国家，三分之二的国土面积年日照量在2200h以上，年辐射总量大约为3340— 8360MJim，相当于110～250kg标准煤／m。对于人I：1稀疏的农村地区，利用潜力相当可观。 在新农村建设过程中，昌平区菩萨鹿村开展了浅山区生态休闲示范村建设项目。综合运用系列 先进实用技术建设生态住宅，其中包括太阳能采暖系统、太阳能集热器、太阳能路灯等，为村民提 供生活热水、地板采暖以及部分照明用电，在提高舒适度的同时又节约了能源。在进行了为期一年 的示范应用和相关测试后，总结太阳能利用方面的经验。 2太阳能资源 太阳能利用中最关键的评价指标是太阳能利用效率，作为效率计算的基数，太阳总辐射量非常 关键。以往的太阳能利用模拟分析巾，往往采用典型气象数据作为依据，但局地微气候差异明显， 且太阳辐射受多种环境因素及气候条件影响，有必要对利用太阳能的地区进行实地观测，’以正确评 估太阳能利用效率及最终应用效果。 2．1 实测总辐射与标准气象年数据的差异 为正确评估当地微气候条件下的太阳能利用效率，在示范村生态节能试验楼屋顶平行于太阳能 热管方向(与水平面成450夹角)安装一台总辐射表用于观测太阳总辐射。笔者选用文献3中典型 气象年逐时数据中的太阳总辐射量作为参比分析依据，该书还建立了设计典型年(辐射极高)和设 计典型年(辐射极低)两套数据用于太阳能系统的设计模拟分析。典型气象年数据以1971～2003年 结果与典型气象年数据对比。图中可明显看出，文献3给出的设计典型年(辐射极低)与典型气象 年的太阳总辐射量接近，设计典型年(辐射极高)的太阳总辐射量在3—9月份明显高于典型气象年 和设计典型年(辐射极低)。实际观测结果整体低于典型气象年太阳总辐射量，尤其在5．8月更明 种情况与观测年度夏季多云、多雨的气候条件以及位处浅山区独特的局地微气候条件有直接关系。 ·308· 因此，4分析或评估太阳能利用效率口f．,94_0i母虑当地实际的太m辎射总量．不能一概“典型气象 年数据为依据： 22夜间辐射损失 典型气象年逐时参数中夜间的太l目包辐射强度 为Owlm。，即通常理解的夜川没有太阳辆射。示范 村菜天的太硐总辐射观测结果见表I，夜例的太阳 总辐射强度并不是OW／时，一般在0一10w／m’之问， 该现象普橱存在。太阳总辐射表仅对白无的太阳辐 射具tf『有效观测能力，恢负位观测结果不能正确反 篡强‰酝≮ 映夜问低温物体向外辐射能甜的大小，但可“证明 1月2月明4月5H6H㈣89月10…i 2H 在夜间，物休会向诎视为无限远的广太空问辐射能 月* _#Io5tt口俐‘Fr㈣，E…Ⅲ1I％¨*…1≈¨{：■ 量，形成夜间辐射损失。在太阳能利用时必须考虑 到夜间的辐射损失，不能简单视为0w／m1。 目1 典■{4太口e辐射与实测 表1示范村2006年6月8日太阳总辐射观测结果 日目 l：oo 2：oo 3oo 4：00 5oo 6：00 7：00 8oo ％射MⅨ(wJml) 5 5 t5 5 3 29 197 388 -O 8 -0019 00I9 f，009 0142 0719 l 390 果汁辐射量(MJ|／m1) 016 —001 H目