一种定量评价区域太阳能资源开发潜力的方法技术

本发明专利技术综合应用地理信息系统（GIS）空间分析技术和定量模型方法，建立了一种可用来定量评价区域太阳能资源开发潜力的流程方法。具体评价过程包含四个基本步骤：（1）模拟太阳能辐射量空间分布；（2）估算区域太阳能资源理论潜力，包括建成区屋顶光伏应用和非建成区大型并网光伏电站应用两种类型；（3）估算区域太阳能资源技术潜力，即考虑光伏发电转换效率等技术因素，每个地理单元的年均发电总量；（4）估算区域太阳能资源经济潜力，即考虑光伏发电成本因素，计算单位光伏发电成本，并绘制成本供给曲线，最终依据光伏发电上网电价确定区域太阳能资源经济潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于可再生能源评价
。具体的说是建立一种可用来定量评价区域 太阳能资源开发潜力的流程方法。
技术介绍
太阳能资源是一种环境友好、储量巨大的可再生能源，也是近几年一直保持快速 发展势头的绿色能源。可再生能源设施的空间位置和装机容量因素对于可再生能源的开发 利用至关重要。定量评价太阳能资源潜力是制定能源规划的基础，为区域太阳能资源的开 发利用提供基础数据和工程建设指导。在太阳能潜力评估研究方面，尽管很多学者对不同 空间尺度上的太阳能资源潜力评价进行了大量研究，但是在评价的方法和分析结果的质量 控制上还没有形成统一的标准，致使不同研究结果缺乏可比性；另外，从全球、国家等大尺 度上的相关评价研究相对较多，而对于省级、城市等中小尺度上的精细研究较少，在一定程 度上影响了分析结果的实践指导意义。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术综合应用地理信息系统（GIS)空间分析技术和定量模型方 法，建立了一种可用来定量评价区域太阳能资源开发潜力的流程方法。具体评价过程参见 图一，包含四个基本步骤：（1)模拟太阳能辐射量空间分布；（2)估算区域太阳能资源理论 潜力，包括建成区屋顶光伏应用和非建成区大型并网光伏电站应用两种类型；（3)估算区 域太阳能资源技术潜力，即考虑光伏发电转换效率等技术因素，每个地理单元的年均发电 总量；（4)估算区域太阳能资源经济潜力，即考虑光伏发电成本因素，计算单位光伏发电成 本，并绘制成本供给曲线，最终依据光伏发电上网电价确定区域太阳能资源经济潜力。详细 评价过程如下： (1) 模拟太阳能辐射量空间分布 地球表面接收到的太阳辐射包括三个部分，即直接辐射、散射辐射和反射辐射，三者的 总和称为太阳辐射总量。通常，直接辐射是辐射总量中最多的部分，而散射辐射则排在第二 位，反射辐射仅占辐射总量中很小的一部分。因此，辐射总量一般计算为直接辐射和散射 福射的总和。应用ArcGIS9. 3软件中Spatial Analyst扩展模块中的太阳福射分析工具 (Solar Radiation Graphics),模拟区域太阳能福射量的空间分布状况。太阳福射分析工 具需要输入高程面栅格数据（DEM)和区域年平均大气透明度参数，计算得到高空间分辨率 的太阳能辐射数据； (2) 估算区域太阳能资源理论潜力 从实际应用模式来看，可以分为两种：一种是在建成区以外，主要考虑建设大规模并网 光伏电站；另一种是针对建成区内，主要考虑建设光伏屋顶电站。将以上两种应用方式分开 讨论，利用近期土地利用数据，将土地利用类型归并为两类：建成区和非建成区。应用GIS 空间分析模块的extract by mask工具，用两类土地利用矢量数据提取太阳能总辐射栅格 数据，获得区域内两类太阳能总辐射栅格数据。根据已有研究确定了九类太阳能资源开发 的地理限制区域：水体、湿地、沼泽地、自然保护区、历史遗迹、国家公园、矿产、基本农田和 坡度大于4°的区域。将上述不适宜区域予以剔除； 为评估建成区内太阳能光伏发电的潜力，需要首先定量估算可用于安装光伏电站的屋 顶面积Fi，每个地理网格i内可用的屋顶面积可用如下公式计算：本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术综合应用地理信息系统（GIS）空间分析技术和定量模型方法，建立了一种可用来定量评价区域太阳能资源开发潜力的流程方法。

【技术特征摘要】
1. 本发明综合应用地理信息系统（GIS)空间分析技术和定量模型方法，建立了一种可 用来定量评价区域太阳能资源开发潜力的流程方法。2. 具体评价过程包含四个基本步骤：（1)模拟太阳能辐射量空间分布；（2)估算区域 太阳能资源理论潜力，包括建成区屋顶光伏应用和非建成区大型并网光...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭青海，孙艳伟，王润，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35