南昌地区太阳辐射资源分析

利用太阳监测系统监测的数据分析南昌地区季节、月、日太阳辐射的变化和规律。结果表明:南昌地区夏、秋、冬季节太阳直射总辐射强度每小时均值最大为1 026 W/m2;该地区冬季受阴雨天气影响导致冬季的日照时间极短;从都为晴朗天气的太阳辐射情况比较来看,冬季的直射总辐射强度与夏季其实差异不大,但因冬季的全天日照时间低于夏季的原因,直射总辐射量冬季时仍然会低于夏季时。分析南昌太阳直射总辐射强度频数分布可知,超过100 W/m2的太阳直射辐射强度占到太阳直射总辐射强度的59.31%,而且分布比较稳定。     

基于数字高程模型的漳浦样区太阳天文日辐射模拟

以地形特征、经纬度位置等作为影响太阳辐射空间分布差异的变量,以漳浦样区为研究区域,在地理信息系统支持下建立样区DEM和太阳天文日辐射值计算模型,探求小区域尺度上地形对太阳天文日辐射空间分布的影响。结果表明:地形对漳浦样区太阳天文日辐射空间分布的影响相当显著,基本上是山谷小、山脊大、阴坡小、阳坡大,高辐射量值主要出现在阳坡。该方法可以快速地获取较为精确的小区域太阳天文日辐射空间分布值,但由于该模型没有考虑云的影响和DEM精度,计算值与实际太阳辐射存在一定偏差,今后研究的方向是以遥感影像为数据源考虑地面状况和云的影响,以期提高模拟精度。     

不同玻璃对夏季炎热地区室内太阳辐射得热的影响分析

以夏季炎热的重庆地区为例,采用理论计算方法,深入分析不同玻璃类型对室内太阳辐射得热量的影响。通过建立太阳辐射模型,计算分析不同玻璃在不同朝向下的室内太阳辐射得热量,结果表明:当采用相同玻璃时,东、西向外窗全天阻挡的太阳辐射量约为南北向外窗全天阻挡量的2倍,东、西向外窗相比南北向外窗具有更大的隔热节能潜力;同时,透过Low-E中空玻璃和普通中空玻璃的室内平均太阳辐射得热量分别是透过单层玻璃的0.37倍和0.85倍,与实验测试分析结果基本一致;在进行不同玻璃外窗室内太阳辐射得热量计算时,不仅要考虑玻璃本身的隔热性能差异,还必须结合当地不同朝向外窗接收太阳辐射的时间分布规律。     

起伏地形下重庆市天文辐射的空间分布

在起伏地形下天文辐射分布式模型的基础上计算了重庆市各月的天文辐射的空间分布，详细分析了坡向和坡度对天文辐射分布的影响以及重庆市实际地形下天文辐射的空间分布。分析表明：1月和7月坡向和坡度对天文辐射的影响明显不同；地形对重庆天文辐射的分布影响显著，特别是太阳高度角较小的冬季。     

黄河流域极端气候下降雨侵蚀力时空特征研究

研究极端降水事件下流域降雨侵蚀力时空分布特征,对深入认知流域水灾害空间分布结构具有重要意义。基于黄河流域及周边97个气象站点1960～2015年共56年的逐日降水数据,选取Rx5d和PRCPTOT两个极端降水指标分析降雨侵蚀力四季时空分布特征,并采用Spearman相关性分析方法探究了降雨侵蚀力的空间分布格局。结果表明,在时间上,同一区域降雨侵蚀力有明显的季节性,夏季年际波动最明显,冬季呈较平稳状态。Rx5d指标和PRCPTOT指标下降雨侵蚀力之间差异显著,Rx5d极端指标对降雨侵蚀产生了巨大的影响。在空间分布上,黄河流域区域之间降雨侵蚀力差异显著,黄河下游发生严重降雨侵蚀,冬季黄河上游及内流区基本不发生降雨侵蚀。Rx5d和PRCPTOT指标下区域之间的相关性分析结果基本保持一致,PRCPTOT指标下区域相关性更好;夏季区域Ⅶ、区域Ⅷ与其他区域相关性很差,冬季区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅳ之间的相关性较高。     

连续山坡地形下风场的数值模拟

为了研究复杂地形条件下连续山坡对近地面风场分布的影响,采用计算流体力学(CFD),基于商用软件Fluent6.3平台,模拟了迎风方向上相邻两座山的风场分布情况,具体分析了山间距和上游山高度两种因素对下游山迎风坡、坡顶、背风坡和山一侧近地面50 m高度内风速的影响。结果表明,山间距和上游山高度对下游山风速均有显著影响;山间距为1.25¹.75倍下游山高度时,上游山对下游山近地面部分区域风场有加速作用;上游山高度小于下游山高度时,下游山近地面风场受到的影响较小。     

基于DEM的坡地太阳总辐射估算

借鉴国内外计算坡地太阳辐射的方法,利用数字高程模型(DEM)生成了计算山地太阳辐射的地形因子(坡度、坡向、遮蔽度、各向同性可见因子),比现有的模型更准确地计算了晴空下山地太阳总辐射、直接辐射、散射辐射和周围地形的反射辐射,在此基础上分析了坡度、坡向对太阳辐射的影响。     

郑州地区太阳辐射变化规律及分析

利用有关资料,分析了郑州地区太阳辐射能的年、月、日变化。分析表明:全年太阳能资源较为丰富且相对稳定,冬季太阳能资源利用潜力很大,应当合理利用直射、散射以及南向的太阳辐射;通过对太阳总辐射频数分布情况的分析得知:郑州地区超过100 W/m2的太阳总辐射占到年太阳总辐射的79%。     

水平布置方式下抛物槽式集热器辐照量分析

采用适用于中等纬度的Hottel晴天太阳辐射模型,对地处北纬41.34°,水平布置方式下的抛物槽式集热器夏季和冬季的辐照量进行了计算。计算结果表明:水平南北布置的抛物槽式集热器在夏季接收的太阳辐射较多,月辐照量可达1 GJ/m2,而冬季接收的太阳辐射较少,月辐照量为0.3~0.45 GJ/m2,且冬至日辐照量仅为夏至日辐照量的1/4左右;水平东西布置的抛物槽式集热器夏季月辐照量在0.75 GJ/m2左右,而冬季月辐照量为0.5 GJ/m2左右,冬至日辐照量可达夏至日辐照量的1/2以上。由此可见,在北纬41.34°地区应用抛物槽式集热器时,如考虑在夏季使用,应采用水平南北布置方式;若考虑在冬季使用,则应采用水平东西布置方式。     

内蒙古57年太阳能资源变化规律及影响因子

利用1961—2017年全区119个气象站的辐射量和气象要素,按气象行业标准《太阳能资源评估方法》(QX/T 89—2018)将全区分为3个分区,分别为:太阳能资源丰富区、太阳能资源丰富区、太阳能资源丰富区;选取分区代表站,分别统计分析各分区太阳辐射的时间和空间变化以及影响因子。结果表明:太阳辐射分布是自西向东,自南向北递减的,全区太阳辐射量变化趋势是先减少然后再缓慢增加,在1980—1990年之间辐射量达到最低;辐射量受季节影响,夏季波动较大,春季其次,秋季冬季基本平稳;影响辐射量变化的气象因子主要是云量,云层的遮挡直接影响太阳辐射,能见度对于太阳辐射的影响主要取决于气溶胶粒子的浓度,浓度增加会导致太阳辐射发生散射、折射,到达地面的太阳辐射减少。     

复杂地形区晴空太阳辐射模型构建与应用

以昆仑山提孜那甫河流域为研究区,利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)提供的大气数据基于Iqbal Model C模型估算晴空大气透射率空间分布,并引入地形开阔度(SVF)和遥感地表反照率数据分别用于估算散射辐射地形阻挡以及反射辐射反照率系数空间分布,最后结合Kumar模型的直接辐射地形阻挡模拟过程,实现对Kumar模型的改进,改进后模型综合考虑了大气以及地形对太阳辐射的影响。利用改进后模型对研究区地表太阳辐射时空分布进行模拟和分析,基于地面气象站点观测数据对模拟结果进行验证。结果表明：模型估算值与站点观测值存在很好的一致性,相关系数R²为0.96,平均绝对误差(MAE)为1.47 MJ/m²,平均绝对相对误差(MARE)为12.26%。春季、夏季以及秋季模型的模拟精度较高,冬季模型的模拟精度较低,可能的原因为冬季MODIS大气数据有所低估。     

郑州地区太阳辐射能的初步分析

利用《中国建筑热环境分析专用气象数据集》分析郑州地区年、月、日太阳辐射能的变化。分析表明:该地区全年太阳能资源较为丰富且相对稳定,冬季太阳能资源利用潜力很大,应当合理利用直射、散射以及南向的太阳辐射;通过对太阳总辐射频数分布情况的分析得知:郑州地区超过100W/m2的太阳总辐射占到年太阳总辐射的79%。     

一种计算无辐射资料地区最佳倾角的研究

构建基于分布较广的常规气象台站的日照百分率数据来计算水平面太阳辐射的模型,拟合结果表明模型精度较高。在此基础上使用空间插值技术得到全国范围内水平面太阳辐射,使用MODIS反照率产品获取地形反射辐射,之后依据各向异性辐射模型计算光伏阵列面太阳辐射,循环寻优生成最佳倾角的全国空间连续分布图。这套计算方法与结果可为包括无辐射观测记录地区在内的光伏阵列最佳倾角的确定提供科学参考。     

基于WRF模式的长三角地区风资源评估

利用中尺度气象模式对长三角地区2010年10月份的风场进行数值模拟,通过模拟结果提取近地层70 m、100 m和高空1000 m、6000 m、10000 m高度的风能分布。模拟结果表明,近地层风能分布受地形、下垫面类型影响较大。高空风能可以忽略地形的影响,风能密度巨大,是近地层的上百倍。     

基于不同分辨率及地形条件的DEM空间尺度影响研究

为考察地形离散影响和平滑效应对地形特征计算的影响与地形类型和DEM分辨率间的关系,选取洞庭湖水系湖南地区SRTM3数据,通过对比原始100、1 000 m和新100 m分辨率的三种DEM数据计算的地形特征均值发现:DEM分辨率对坡度和地形指数计算的影响主要来源于平滑效应,而对单宽集水面积计算的影响主要由离散化造成;地形离散化和平滑效应程度与地形类型相关,主要体现在与地形起伏程度和尺度特征的相关性上;随着DEM分辨率的增大,离散化对坡度的影响、平滑效应对集水面积和地形指数的影响逐渐趋于稳定,其他呈继续增大的趋势.     

带平面反射板的真空集热管表面能流分布

采用几何解析的方法,对带平面反射板的真空集热管的圆周方向能流分布进行分析.根据太阳辐射晴天模型计算理论太阳辐射值,运用MatLab编程计算得出上海地区的常规安装条件下,在不同入射角时真空集热管的能流分布.通过结果分析可知,接收太阳能的主要时间段是8:40-15:20.集热管的管间距对太阳能得热有较为明显的影响,一般1.5～2.0倍管外径较为合适.尽管平面反射板使真空集热管的得热量增大15%～36%,但是否会增强真空集热管的换热效果还有待通过模拟和实验进行证实.     

微观条件对沿海地区风能资源的影响

利用位于阳江沿海大沟镇的80m测风塔和周边自动气象站资料,分析不同地理位置、不同天气系统影响下沿海地区风能资源的差异。得到海岸线海区的风速要远大于岸区的风速,岸区风速随高度增加而增大。冬季冷空气影响期间,50 m以上是优异的风电场,但风速受地形的影响也大。海风也能产生3m/s以上的有效风速,风能资源近海相对海岸线更有利。     

风资源评估中WindSim水平分辨率的敏感性试验

利用基于计算流体力学(CFD) 的风能资源评估系统软件WindSim,在不同水平网格分辨率条件下对我国黄土高原地区陕西靖边县境内某风电场2010年7月~2011年6月的风资源情况进行了模拟,并将模拟结果与测风塔观测结果进行了对比分析。结果表明,在低水平网格分辨率下,WindSim对风能资源的空间分布模拟主要以海拔高度为基础,对局地地形的影响并不能很好地反映,模拟风速误差较大;提高分辨率后,对风能资源空间分布的模拟能力明显提高,模拟风速的误差也显著减小。但不同分辨率下的风速频率和风向频率分布并无显著差别,不能很好地体现出风能特性。通过估算发电量发现,输入不同测风塔资料得到的发电量差异较大,说明在地形较为复杂的风电场,应多布设测风塔,以期得到较为准确的发电量结果。     

我国太阳能辐射资源

＠王炳忠＠邹怀松＠殷志强太阳能对人类是用之不竭，取之不尽的广泛存在、平等给予和可自由利用的能源。太阳能利用将是２１世纪的重大课题。我国太阳辐射资源比较丰富，而太阳辐射资源受气候、地理等环境条件的影响，因此其分布具有明显的地域性。根据过去测量太阳能年辐射总量...     

太阳辐射条件下冰温度膨胀力对某水库放水塔工作桥柱裂缝的影响

寒冷地区冬季水工建筑物受冰温度膨胀力破坏严重,为研究不同方位角处太阳辐射量对混凝土柱裂缝开展的影响规律,结合某水库放水塔工作桥裂缝实测结果,采用冰热力耦合理论及扩展有限元方法模拟了混凝土柱12h冰盖升温膨胀对工作桥混凝土柱的挤压破坏过程。结果表明,模拟裂缝开展深度与现场实测结果基本吻合;阳面(方位角为30°)冰盖瞬时吸收的太阳辐射量最大值为阴面(160°)的1.3倍;由于太阳辐射,冰盖上表面逐小时温度变化值增大为未加入前的1.8倍;温度变化较大与阴面冰盖吸收的太阳辐射较少有关,阴面冰盖升温膨胀挤压混凝土柱产生的裂缝深度值为阳面的3倍。研究成果可为寒冷地区抗冰冻设计提供借鉴。