白珍 王文雅 倉啦 吳振雙

（西藏自治區(qū)能源研究示范中心，西藏 拉薩 850000）

0 引言

隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在人們生活水平質(zhì)量的提高，對能源的需求將繼續(xù)增長，傳統(tǒng)能源已不能滿足人們的需求。西藏?fù)碛懈蛔愕奶柲苜Y源，但由于在太陽能資源上沒有做過準(zhǔn)確的評估，太陽能光伏發(fā)電、太陽能聚光光伏發(fā)電、聚光熱發(fā)電、太陽能熱水器、太陽能集熱器以及太陽能取暖等太陽能利用推廣、示范力度不夠。在太陽能的開發(fā)利用中，太陽總輻射和直接輻射是表征太陽能資源的2個重要基礎(chǔ)參數(shù)，是衡量太陽能資源豐富與否和進(jìn)行太陽能利用產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)依據(jù)。為了充分開發(fā)和利用西藏得天獨(dú)厚的太陽能資源提供必備的科學(xué)依據(jù)，也為了補(bǔ)充西藏這方面的研究之不足，實(shí)地測量、收集太陽能輻射資源,分析太陽能輻射資源情況，是一項(xiàng)必須開展的基礎(chǔ)性研究。

1 技術(shù)路線

1.1 氣象測試原理

水平面太陽能總輻射是水平面從上方2π 立體角范圍內(nèi)接收到的太陽能直接輻射和散射輻射之和［1］。

法向太陽能直接輻射與太陽光垂直的平面上接收到的直接輻射［1］。

1.2 調(diào)試輻射站

太陽跟蹤器調(diào)水平：觀察主體上水平泡位置，將跟蹤器手動轉(zhuǎn)到朝正南方向，調(diào)節(jié)底座的兩個底腳將跟蹤器調(diào)水平，水平后將底腳用螺栓固緊。輻射表（總輻射表、散射輻射表、紫外輻射表）調(diào)水平：水平安裝的輻射表須調(diào)節(jié)好水平，調(diào)節(jié)時跟蹤器定位在朝正南方向，然后開始調(diào)節(jié)水平，調(diào)水平儀時，三個調(diào)平螺栓應(yīng)先調(diào)靠近水準(zhǔn)器的那個［2］，儀器應(yīng)調(diào)至氣泡位于水平儀內(nèi)圈的中間位置，如圖1。直接輻射表調(diào)節(jié):直接輻射表須對光孔在正上方，頭尾兩端與卡具距離相當(dāng)。

圖1 輻射表

1.3 采集氣象數(shù)據(jù)

氣象數(shù)據(jù)包括總輻射、直接輻射、紫外輻射、散射輻射、風(fēng)速風(fēng)向儀、溫濕度（CS215）以及大氣壓力（CS106），每隔十分鐘記錄一次以上氣象數(shù)據(jù)。

1.3.1 建立連接。在Loggernet 主界面上，鼠標(biāo)在Main 上懸停，在右邊菜單中單擊Connect。在彈出的窗口中單擊Connect，在窗口左下角開始計(jì)數(shù)時連接成功。

數(shù)據(jù)收集。單擊Collect Now，開始自動收集數(shù)據(jù)。收集過程中不要中斷操作，以免造成數(shù)據(jù)重復(fù)或不連續(xù)等操作問題。數(shù)據(jù)存儲于默認(rèn)路徑下，即安裝Loggernet4.0 的指定工作目錄。計(jì)劃每兩天收集一次數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 直接輻射

拉薩城市空氣相對稀薄，對太陽光輻射的削減程度就一定越小。青藏高原上的空氣很稀薄，但它屬于太陽能資源豐富的地區(qū)，這是不言而喻的。由于拉薩緯度不高，降水少，全年中晴天天數(shù)占比最多，每天直接輻射的比例自然較多,但太陽能輻射資源與氣溫之間沒有太直接的關(guān)系。2012年，拉薩年太陽總輻射量達(dá)6773.3 MJ∕m，年直接輻射占總輻射的一半以上，有利于太陽能的開發(fā)和應(yīng)用。

圖2 2012年太陽直接輻射與總輻射變化曲線

晴天多、陰天少，太陽直接輻射值與總輻射比值大的主要因素從2012 年太陽直接輻射與輻射月變化柱狀圖顯示，拉薩太陽直接輻射值與總輻射的比值低值出現(xiàn)在5 月、6 月，這是夏季印度洋西南季風(fēng)影響的結(jié)果，空氣濕度大，散射值就大，直接輻射值與總輻射值柱狀高度就越明顯。

圖3 2012年太陽直接輻射和總輻射值月變化柱狀圖

2.2 冬天和夏天太陽能總輻射資源對比

在二十四節(jié)氣中，夏至、冬至是兩個特殊的標(biāo)志時間,一般在6月21日或22日為夏至,12月21日或22日為冬至,二者相隔6個月。在北半球，陽光日照時間最長的一天是夏至,與其相反的是，陽光日照最短的一天為冬至。對于北回歸線和它以北的地域來說，夏至的正午太陽高度也是全年里達(dá)到最高的一天，一天最高輻射照度達(dá)1000w∕m2，而冬至是一年中太陽高度最低的一天，太陽在正午時輻照度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于夏至。

圖4 2014年冬至和2015年夏至太陽輻照度變化曲線

冬天輻照度曲線比夏天輻照度曲線平滑，原因在冬天空氣干燥、云量少，太陽能直接輻射占比高；而因太陽高度角在夏天大，一天中同一時刻的輻照強(qiáng)度比冬天要高。

圖5 冬天和夏天晴天輻照度變化曲線

3 小結(jié)

拉薩屬于太陽能輻射資源豐富區(qū)，年直接輻射占總輻射的一半以上，有利于太陽能的開發(fā)和應(yīng)用。

冬天輻照度曲線比夏天輻照度曲線平滑，同一時刻的總輻照度比夏天要低。