一種定量評價區(qū)域太陽能資源開發(fā)潛力的方法
【專利摘要】本發(fā)明綜合應用地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析技術和定量模型方法，建立了一種可用來定量評價區(qū)域太陽能資源開發(fā)潛力的流程方法。具體評價過程包含四個基本步驟：（1）模擬太陽能輻射量空間分布；（2）估算區(qū)域太陽能資源理論潛力，包括建成區(qū)屋頂光伏應用和非建成區(qū)大型并網(wǎng)光伏電站應用兩種類型；（3）估算區(qū)域太陽能資源技術潛力，即考慮光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率等技術因素，每個地理單元的年均發(fā)電總量；（4）估算區(qū)域太陽能資源經(jīng)濟潛力，即考慮光伏發(fā)電成本因素，計算單位光伏發(fā)電成本，并繪制成本供給曲線，最終依據(jù)光伏發(fā)電上網(wǎng)電價確定區(qū)域太陽能資源經(jīng)濟潛力。
【專利說明】一種定量評價區(qū)域太陽能資源開發(fā)潛力的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于可再生能源評價【技術領域】。具體的說是建立一種可用來定量評價區(qū)域 太陽能資源開發(fā)潛力的流程方法。

【背景技術】
[0002] 太陽能資源是一種環(huán)境友好、儲量巨大的可再生能源，也是近幾年一直保持快速 發(fā)展勢頭的綠色能源?？稍偕茉丛O施的空間位置和裝機容量因素對于可再生能源的開發(fā) 利用至關重要。定量評價太陽能資源潛力是制定能源規(guī)劃的基礎，為區(qū)域太陽能資源的開 發(fā)利用提供基礎數(shù)據(jù)和工程建設指導。在太陽能潛力評估研究方面，盡管很多學者對不同 空間尺度上的太陽能資源潛力評價進行了大量研究，但是在評價的方法和分析結果的質(zhì)量 控制上還沒有形成統(tǒng)一的標準，致使不同研究結果缺乏可比性；另外，從全球、國家等大尺 度上的相關評價研究相對較多，而對于省級、城市等中小尺度上的精細研究較少，在一定程 度上影響了分析結果的實踐指導意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對以上問題，本發(fā)明綜合應用地理信息系統(tǒng)（GIS)空間分析技術和定量模型方 法，建立了一種可用來定量評價區(qū)域太陽能資源開發(fā)潛力的流程方法。具體評價過程參見 圖一，包含四個基本步驟：（1)模擬太陽能輻射量空間分布；（2)估算區(qū)域太陽能資源理論 潛力，包括建成區(qū)屋頂光伏應用和非建成區(qū)大型并網(wǎng)光伏電站應用兩種類型；（3)估算區(qū) 域太陽能資源技術潛力，即考慮光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率等技術因素，每個地理單元的年均發(fā)電 總量；（4)估算區(qū)域太陽能資源經(jīng)濟潛力，即考慮光伏發(fā)電成本因素，計算單位光伏發(fā)電成 本，并繪制成本供給曲線，最終依據(jù)光伏發(fā)電上網(wǎng)電價確定區(qū)域太陽能資源經(jīng)濟潛力。詳細 評價過程如下： (1) 模擬太陽能輻射量空間分布 地球表面接收到的太陽輻射包括三個部分，即直接輻射、散射輻射和反射輻射，三者的 總和稱為太陽輻射總量。通常，直接輻射是輻射總量中最多的部分，而散射輻射則排在第二 位，反射輻射僅占輻射總量中很小的一部分。因此，輻射總量一般計算為直接輻射和散射 福射的總和。應用ArcGIS9. 3軟件中Spatial Analyst擴展模塊中的太陽福射分析工具 (Solar Radiation Graphics),模擬區(qū)域太陽能福射量的空間分布狀況。太陽福射分析工 具需要輸入高程面柵格數(shù)據(jù)（DEM)和區(qū)域年平均大氣透明度參數(shù)，計算得到高空間分辨率 的太陽能輻射數(shù)據(jù)； (2) 估算區(qū)域太陽能資源理論潛力 從實際應用模式來看，可以分為兩種：一種是在建成區(qū)以外，主要考慮建設大規(guī)模并網(wǎng) 光伏電站；另一種是針對建成區(qū)內(nèi)，主要考慮建設光伏屋頂電站。將以上兩種應用方式分開 討論，利用近期土地利用數(shù)據(jù)，將土地利用類型歸并為兩類：建成區(qū)和非建成區(qū)。應用GIS 空間分析模塊的extract by mask工具，用兩類土地利用矢量數(shù)據(jù)提取太陽能總輻射柵格 數(shù)據(jù)，獲得區(qū)域內(nèi)兩類太陽能總輻射柵格數(shù)據(jù)。根據(jù)已有研究確定了九類太陽能資源開發(fā) 的地理限制區(qū)域：水體、濕地、沼澤地、自然保護區(qū)、歷史遺跡、國家公園、礦產(chǎn)、基本農(nóng)田和 坡度大于4°的區(qū)域。將上述不適宜區(qū)域予以剔除； 為評估建成區(qū)內(nèi)太陽能光伏發(fā)電的潛力，需要首先定量估算可用于安裝光伏電站的屋 頂面積Fi，每個地理網(wǎng)格i內(nèi)可用的屋頂面積可用如下公式計算：

【權利要求】
1. 本發(fā)明綜合應用地理信息系統(tǒng)（GIS)空間分析技術和定量模型方法，建立了一種可 用來定量評價區(qū)域太陽能資源開發(fā)潛力的流程方法。
2. 具體評價過程包含四個基本步驟：（1)模擬太陽能輻射量空間分布；（2)估算區(qū)域 太陽能資源理論潛力，包括建成區(qū)屋頂光伏應用和非建成區(qū)大型并網(wǎng)光伏電站應用兩種類 型；（3)估算區(qū)域太陽能資源技術潛力，即考慮光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率等技術因素，每個地理單 元的年均發(fā)電總量；（4)估算區(qū)域太陽能資源經(jīng)濟潛力，即考慮光伏發(fā)電成本因素，計算單 位光伏發(fā)電成本，并繪制成本供給曲線，最終依據(jù)光伏發(fā)電上網(wǎng)電價確定區(qū)域太陽能資源 經(jīng)濟潛力。
【文檔編號】G06Q50/06GK104240138SQ201310235293
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權日:2013年6月14日
【發(fā)明者】郭青海, 孫艷偉, 王潤 申請人:中國科學院城市環(huán)境研究所