1.2　太陽能資源分布

雖然地球上所有的國家都可接收到太陽輻射，但不同地區所接收的太陽輻射量差別相當大。地球繞太陽公轉的軌道呈橢圓形，離太陽的最遠距離和最近距離分別為1.52×108 km和1.47×108 km，平均距離為1.49×108 km。由于距離的變化，6月份（距離太陽最遠）地面接收的平均能量為12月份（距離太陽最近）的94%，差別不是很大，可以認為太陽在大氣層外的輻射強度是不變的。但是，除了地球圍繞太陽公轉的原因之外，地球的自轉、氣候條件（如云層厚度）和大氣層成分等都對輻射到地球表面太陽能資源的分布情況、太陽能能量以及太陽輻照時間等產生不同的影響。例如，最北方的國家和南美洲南端，每年日照時間僅有數百小時。而阿拉伯半島的絕大部分和撒哈拉大沙漠，每年日照時間則可高達4000h。

通常，人們在研究太陽能資源的分布情況時，主要通過太陽能資源的豐度來考量，而太陽能資源豐度又可通過太陽的輻射總量和日照總時數來考察。經過各國研究學者多年的統計發現，就全球而言，以非洲、澳大利亞地區、中東地區、美國西南部地區和中國西藏地區的太陽能資源最為豐富。

太陽輻射總量一般為散射輻射與直接輻射的總和。散射輻射是指經過大氣和云層的反射、折射、散射作用改變了原來傳播方向到達地球表面的、并無特定方向的這部分太陽輻射。直射輻射是指未被地球大氣層吸收、反射及折射，仍保持原來的方向直達地球表面的這部分太陽輻射。

由于受所在地區緯度、季節、地形、大氣狀況等因素的影響，人工觀測的日照時數一般比實際照射的時數（即當無云天時，日出到日落的日照）要少。同時，由于一個地方的日照時數與白天的長短有關，而白天的長短又取決于緯度，因此不同緯度的日照時數情況就難以比較。因此衡量日照時數，常以實際照射時數與可能照射時數的百分比即日照百分率表示。日照百分率表明晴天的多與少，百分率越大表明晴天越多，反之亦然。一年中，日照百分率最大的是10月份，各地平均為57%。而全年占第2位的卻是7和11月，各地平均皆為56%。全年日照百分率最小的是3月份，各地平均為21%。

由上，綜合太陽輻射總量及日照百分率兩個因素，可大致掌握各個地區太陽能資源的豐富程度，進而研究全球太陽能資源的分布狀況。

世界太陽能資源的分布狀況如圖1.8所示。通常情況下，從日照量較多的沙漠地帶到極地之間，全球年累計日照量一般能夠達到2300kW·h/m2以上。此外，根據研究學者的統計數據及圖1.8，世界太陽能資源分布情況如下：太陽能資源豐富程度最高地區為印度、巴基斯坦、澳大利亞、新西蘭以及中東、北非等地區；太陽能資源豐富程度中高地區為美國以及中美和南美南部地區；太陽能資源豐富程度中等地區為巴西、中國、朝鮮以及西南歐洲、東南亞、大洋洲、中非等地區；太陽能資源豐富程度中低地區為日本以及東歐地區；太陽能資源豐富程度最低地區為加拿大以及西北歐洲地區。對于全球太陽能資源豐富的地區進行更細的劃分：首先有納米比亞、博茨瓦納以及撒哈拉、南非北部，澳大利亞中部地區；其次是除了非洲中部雨林外的整個非洲、阿拉伯半島、伊朗大部、阿富汗南部、巴基斯坦大部和印度西部拉賈斯坦邦等地區；此外還有澳洲的大部，美國的西南部如南加州、亞利桑那州、新墨西哥州以及墨西哥的北部。

我國地處北半球，幅員遼闊，絕大部分地區位于北緯45°以南，是世界上太陽能最豐富的地區之一。我國超過60%的國土面積年太陽能輻射總量為1400～1750kW·h/m2，每年獲得的太陽能約為3.6×1022 J，相當于1.2萬t標準煤的熱值。全國2/3以上地區的年日照小時數在2000h以上。特別是西部地區，年日照時間能夠達3000h以上。各個地區全年總輻射量大體為930～2330kW·h/m2，由于受地理緯度和氣候等因素的限制，各地太陽能資源的分布不均。

以大興安嶺西麓至云南和西藏的交界處為界，可將我國從東北向西南分為兩大部分。西北部地區太陽輻射量大多高于東北部地區。其中青藏高原的年總輻射量超過1800kW·h/m2，部分地區甚至超過2000kW·h/m2，年日照時數達3200～3300h，是我國太陽能資源最豐富的地區。該地區可與地球上太陽能資源最豐富的印巴地區相媲美。此外，內蒙古、青海、新疆等地區的部分區域輻射總量和日照時數也在我國位居前列。以上這些地區為我國太陽能資源最豐富的地區，被稱為太陽能資源最豐富帶；太陽能資源很豐富帶包括新疆、內蒙古、黑龍江、吉林、遼寧等地區的部分區域，年累計日照量為1400～1750kW·h/m2；太陽能資源較豐富帶包括山東、山西、陜西、甘肅等地區的部分區域，年累計日照量為1050～1400kW·h/m2；太陽能資源一般帶，包括四川、重慶、貴州等云雨天氣多的地區，年累計日照量低于1050kW·h/m2。總之，除了四川盆地及其鄰近地區以外，我國絕大部分地區的太陽能超過或相當于國外同緯度地區。由此可見，我國擁有豐富的太陽能資源，利用前景十分廣闊。我國太陽能輻射總量等級和區域分布見表1.4。

然而，考慮到太陽能的具體應用，除了了解全國各地區太陽輻照量以外，還必須了解太陽輻照量隨季節分配的情況，因為季節性的太陽輻照量會直接影響太陽能的可利用性和利用效率。經過對全國近200個氣象站1971—1980年間各月日照時數大于6h的天數的調研統計，結果表明，這種最多天數和最少天數出現月份的分布，存在著明顯的區域性，它實際上反映了各地太陽能利用的有利季節和不利季節。因此，各月日照時數可作為判斷太陽能資源分布的第二種方法。某地太陽能資源全年分布變幅的大小可以用當地一年中日照小于6h天數與日照大于6h天數的比值來衡量，顯然比值越小越利于太陽能利用。從全國來看，北緯30°以北地區此比值基本上均低于2，其中內蒙古中西部地區在1.2以下，是全國利用太陽能最有利的地方。四川盆地和云南西南部中緬邊界一帶該比值在4以上，是全國太陽能資源貧乏且不宜利用的地區。根據統計結果發現，這種方法所得結果與前文所述的太陽能資源分布情況大體相似。此外，在太陽能利用中，知道太陽能輻照在一天當中的變化規律也非常重要，但要找出一個能表征其日變化規律的指標卻非常困難。長時間的、準確的太陽輻照量記錄比較困難，并且一年四季的日出、日落時間不僅各地不同，而且同一地點也有變化。

綜上所述，我國太陽能資源分布情況的主要特點如下：

（1）西部高于東部。西部地區太陽能年輻射總量為1750～2330kW·h/m2，東部地區為930～1860kW·h/m2。

（2）北方高于南方。北方太陽能年總輻射量為1400～1860kW·h/m2，南方為930～1400kW·h/m2。