2 0 0 、W m 2贫乏区一般区较丰富区丰富区极丰富区结合全省气象站测风资料、风电场测风资料及开展的风能资源气候调研和中尺度气数值模拟可以看出,辽宁省风能资源丰富的地区主要集中在3 个地带,一是4 2 0 N 线附近及其以北的昌图、康平、法库、彰武、阜新、北票、朝阳、建平一带丘陵地区;二是环渤海沿岸地带;三是黄海北岸的沿海地带此外,还有东西部地区一些海拔较高的丘陵山地项部地区在这些区域中,局地地形及周围环境条件有利于气流加速的地点的风能资源蕴涵量非常大,完全达到风能资源丰富区的标准,也完全符合建设大型风电场的资源条件如:在黄渤海沿岸选择的风电场场址上,l O m 高度年平均风速一般为5 .0 ~东北大学硕士学位论文风能、太阳能资源评估与区划6 .0 州s ,年平均风功率密度在2 0 0W /m :左右;我省北部彰武、康平、法库一带场址上,l O m 高度的年平均风速一般为5 .5 ~7 .O 州s ,年平均风功率密度为2 5 0W /m z 左右沿海地区,风速分布沿海岸线走向变化十分明显,风从海洋向内陆递减另外,由于辽宁省为季风气候区,主导风向明显,偏北和偏南风是各地的主要风向,也是能量集中的方位,很有利于风电机的排列布局和风能资源的充分利用。
根据现有实测结果,辽宁省北部丘陵地区风能资源较沿海地区更为丰富、环辽东湾海岸较黄海北部海岸优越除上述陆地风能资源外,辽宁省还有大面积的近海,但由于目前缺乏系统的测风数据,还不能确切地给出近海风能资源状况,有待今后进一步调查勘测,但从数值模拟结果看,其风能资源储量远大于陆地图7 .1辽宁省风能资源丰富带与重点开发区布局示意图F i 9 5 .1L i ∞N i n g ’sr i c hw i n de n e 四‘锄de m p h 器i sa ∞ao f d e V e l o p根据风能资源分布状况,在全省可形成三个风能资源丰富带:辽北山地丘陵风能资源丰富带、环渤海沿岸风能资源丰富带、黄海北岸风能资源丰富带,这三个带是辽宁省内具有风能资源技术可开发价值的主要区域在这三个带内可初步勾画出1 0 个风能资源重点开发区,在其间可选择性的依次开发7 .1 .3 经济效益评估风电场的经济效益主要表现为并网发电后的发电收益2 0 0 6 年底辽宁全省风电装机节省标煤1 8 .8 6 万吨( 原煤2 6 .4 万吨) 3 ) 节水量与建有水循环系统、可进行废水回收利用的火电厂相比,每年4 .6 亿度发电量可节约净水8 .1 7 亿吨。
7 .1 .5 风能资源区划应用气象站测风资料并结合风电场资料,以离地l Om 高处的年平均风功率密度为依据,可将辽宁省的风能资源划分为丰富区、较丰富区、一般区、较小区四个级别( 由东北大学硕士学位论文风能、太阳能资源评估与区划于目前所观测到的年平均风功率密度大于2 0 0W /m :的区域不成片,这里不对极丰富区进行区划) 其中,辽北丘陵和沿海地区主要依据风电场测风结果,对中部平原地区主要应用气象站资料,在东、西部山区虽然气象站资料对丘陵、山区缺乏一定的代表性,但由于缺乏补充观测而仍主要依据气象站资料I 级:风能资源丰富区包括辽北和整个沿海,这些地区l Om 高处的年平均风速一般在4 .5 n l /s 以上,年平均风功率密度一般大于1 5 0 W /m :,年有效风力小时数在6 0 0 0h左右该地区风能资源丰富,可大规模的开发利用I I 级:风能资源较丰富区分布在丰富区的外围和中部平原地区,该地区的年平均风速一般为3 .5 ~4 .5 1 1 1 /s ,年平均风功率密度为1 0 0 ~1 5 0 W /m :,年有效风力小时数一般在5 0 0 0h 左右在该区域根据地形特点,选择适当的、对气流有加速作用的地点,风能资源可利用价值不亚于丰富区,仍可根据当地实际情况开发利用。
I I I 级:风能资源一般区主要包括辽西丘陵山地东侧和辽东山区西麓的狭长地带该区域的年平均风功率密度一般处于5 0 ~1 0 0 W /m :,年有效风力小时数一般在3 5 0 0 ~4 5 0 0h 之间这些地区的风能仍有开发利用价值,可在一定规模上开发利用Ⅳ级:风能资源较小区位于辽东和辽西的内陆地区,这些地区的年平均风功率密度一般小于5 0 W /m 2 ,大部分地区年有效风力小时数不足3 0 0 0h 该地区风能资源较小,一般只能季节性利用对于Ⅳ级地区,由于地处山区,许多目前还未开展观测的高海拔山口地带仍可能存在非常丰富的风能资源在该区域选择海拔相对较高的宽广或绵长山脊作为风电场场址,其风能资源还是有很大的实际利用价值如位于桓仁县境内海拔1 2 0 0m 左右的牛毛大山风电场,其山口处距地面1 0 m 高度上的年平均风速为5 .8 I I l /s ,年平均风功率密度为2 4 7 .3 w /m :,2 0 0 6 年底已有2 9 台风机并网发电,总装机2 .4 6 5 万k W ,年发电量近5 0 0 0万k W .h 东北大学硕士学位论文风能、太阳能资源评估与区划7 .2图7 .2 辽宁省风能资源区划图( I 、I I 、I I I 、Ⅳ分别代表丰富、较丰富、一般和较小区)F i 9 7 .2L i a o N i n gw i n de n e r g yp l 锄n i n g( I 、I I 、I I I 、Ⅳp a r ti n gs t a n df o rp l e n t y ,s i m p l e r ,g e n e r a la n dm i n o r ) 太阳能资源评估与区划7 .2 .1 评估指标影响到达地球表面的太阳总辐射量的因素繁多,太阳能资源空间分布是不均匀的,太阳能资源优劣通常是根据各地区单位面积上年均接受太阳总辐射量的多少来划分。
目前,我国有多种太阳能资源评估指标且指标不统一其中,有气象部门制定的指标,也有太阳能产品生产或设计等非气象部门根据设计需要制定的指标对于非气象部门制定的指标大致可分为两类一类是,利用太阳总辐射年总量制定的,另一类是利用太阳总辐射年总量并结合年日照时数制定的,有划为4 个级别的,也有划为5 个级别的表7 .2 、7 .3 分别为这两类指标的代表东北大学硕士学位论文风能、太阳能资源评估与区划表7 .2 按总辐射年总量划分的评估指标( 单位:M J /m :.a )T .a b l e 7 .2o d e rb yt o t a ls o I a rr a d i a t i o nc o m p a r t m e n t a I i z ei n d e x ( u n i t :M J /m 2 .a )名称级别年总辐射量表7 .3 按总辐射年总量结合日照时数划分的评估指标( 单位:M J /m :.a )T h b l e 7 .3O d e rb yt o t a ls o l a rr a d i a t i o nb o u n dd u r a t i o no fs u n s h i n e£2 巴仑堂巴£巴望! i 圣宝i 璺垒宝兰l 坚翌生;坚! ! 巴::垒2名称级别年日照时数总辐射量气象部门目前对太阳能资源的划分也没有统一明确的指标。
气象出版社出版的《应用气候手册》中利用太阳总辐射年总量将太阳能资源划分为4 个级别( 表7 .4 ) ,可以算是目前气象部门中比较权威的评估指标表7 .4《应用气候手册》评估指标( 单位:M J /m :.a )! ! ! ! ! ! :兰! 呈巳E ! Z ! ! i 巴型! 巴竺竺呈! ! 1 2 翌P 型巴! 旦望! i 三! ! 旦璺! 兰l 竺里! ! :坚! ! 巴::尘名称级别年总辐射量由于表7 .4 定义的指标是针对全国定义的,而中国地域广大,太阳辐射空间差异较大,有辐射强烈的青藏高原也有辐射较弱的四川盆地,使得各级评估指标跨度较大为此,根据辽宁省各地年均太阳总辐射量分布情况,综合上述评估指标,本论文自己定义了一个适于本省的太阳能资源评估指标,按总辐射年总量和年日照时数,将全省太阳能资源划分为4 级( 表7 .5 ) 表7 .5 辽宁省太阳能资源评估指标( 单位:M J /m :.a )T .a b l e 7 .5L i a o N i n g - S h e n gs o l a rr a d i a t i o nc o m p a r t m e n t a l i z ei n d e x ( u n i t :M J /m 2 .幻名称级别年日照时数年总辐射量东北大学硕士学位论文风能、太阳能资源评估与区划7 .2 .2 综合评估辽宁省是全国太阳能资源比较丰富的省份之一,大部分地区太阳能资源丰富或较丰富。
根据沈阳、大连、朝阳的太阳辐射观测数据可知,辽宁省年太阳总辐射量为5 0 0 0 M J /m 2左右,相当于1 7 2 虹标煤按统计计算结果分析,辽宁全省年均太阳总辐射量为4 5 1 3 ~5 3 4 5 M J /m :,年总辐射量超过4 8 0 0 M J /m :的有4 8 个台站,低于4 8 0 0 M J /m :的有6 个台站,全省太阳总辐射年均值为5 0 0 3 M J /n 1 2 实测、统计计算、数值模拟均表现出辽西太阳能资源优于辽东地区的特点因此,辽西地区应该是辽宁省大力发展太阳能发电技术应用的区域7 .2 .3 太阳能资源区划根据辽宁各地年均太阳总辐射量,按照本章2 .1 节定义的辽宁省太阳能资源评估指标可将太阳能资源划分为丰富区、较丰富区、一般区、较小区四个区域I 级:太阳能资源丰富区包括辽东湾东部沿海、大连和长山群岛以及辽西北的建平县这些地区的年均总辐射量大于5 2 0 0 M J /m :,年日照时数一般超过2 7 0 0 小时,可以充分的利用太阳能资源进行大规模的发电或热利用I I 级:太阳能资源较丰富区主要包括辽西、辽西南、辽南地区以及辽北一带该地区年均总辐射量处于5 0 0 0 ~5 2 0 0 M J /m z ,年日照时数一般超过2 6 0 0 小时,可以在该区域推广应用太阳能采暖、农业温室、太阳能热水器等。
I I I 级:太阳能资源一般区主要分布在辽宁省的中东部地区这些地区的年均总辐射量处于4 8 0 0 ~5 0 0 0 M J /m z ,年日照时数一般在2 4 0 0 ~2 6 0 0 小时之间该地区太阳能资源仍有利用价值,可开展农业温室、太阳能路灯、太阳能电池备用通讯等Ⅳ级:太阳能资源较小区位于辽宁省东部山区,包括抚顺东部和整个本溪地区该地区的年均总辐射量小于4 8 0 0 M J /m :,年日照时数少于2 5 0 0 小时该区太阳能资源较少,一般只能小规模、季节性或临时性的利用●东北大学和太气象站、风电场数据管理和相关气象要素数据管理是整个系统的核心,除站点信息管理和用户管理外其余各模块均是针对风及与风能相关数据进行操作东北大学硕士学位论文风能、太阳能资源评估系统图8 .1辽宁省风能资源评估系统结构F i 9 8 .1L i ∞N i n g S h e n gw i n de n e r g y 嬲∞s s m e n ts y s t e mi n d e xc o m t r I J c t i o n8 .2 .2 太阳能资源评估系统太阳辐射数据管理是整个系统的核心除了站点信息管理和用户管理外其余各模块均是针对太阳辐射及其相关气候要素数据进行操作。
图8 .2 辽宁省太阳能资源评估系统结构F i 9 8 .1L i ∞N i n g S h e n gs o l 盯r a d i a t i o n 嬲s e s s m e n ts y s t e mi n d e x东北大学硕士学位论文风能、太阳能资源评估系统8 .3 系统具体功能的实现8 .3 .1 风能资源评估系统8 .3 .1 .1 登录系统登录后,将首先出现如图8 .3 所示的用户登。