1.2　太阳能资源分布

虽然地球上所有的国家都可接收到太阳辐射，但不同地区所接收的太阳辐射量差别相当大。地球绕太阳公转的轨道呈椭圆形，离太阳的最远距离和最近距离分别为1.52×108 km和1.47×108 km，平均距离为1.49×108 km。由于距离的变化，6月份（距离太阳最远）地面接收的平均能量为12月份（距离太阳最近）的94%，差别不是很大，可以认为太阳在大气层外的辐射强度是不变的。但是，除了地球围绕太阳公转的原因之外，地球的自转、气候条件（如云层厚度）和大气层成分等都对辐射到地球表面太阳能资源的分布情况、太阳能能量以及太阳辐照时间等产生不同的影响。例如，最北方的国家和南美洲南端，每年日照时间仅有数百小时。而阿拉伯半岛的绝大部分和撒哈拉大沙漠，每年日照时间则可高达4000h。

通常，人们在研究太阳能资源的分布情况时，主要通过太阳能资源的丰度来考量，而太阳能资源丰度又可通过太阳的辐射总量和日照总时数来考察。经过各国研究学者多年的统计发现，就全球而言，以非洲、澳大利亚地区、中东地区、美国西南部地区和中国西藏地区的太阳能资源最为丰富。

太阳辐射总量一般为散射辐射与直接辐射的总和。散射辐射是指经过大气和云层的反射、折射、散射作用改变了原来传播方向到达地球表面的、并无特定方向的这部分太阳辐射。直射辐射是指未被地球大气层吸收、反射及折射，仍保持原来的方向直达地球表面的这部分太阳辐射。

由于受所在地区纬度、季节、地形、大气状况等因素的影响，人工观测的日照时数一般比实际照射的时数（即当无云天时，日出到日落的日照）要少。同时，由于一个地方的日照时数与白天的长短有关，而白天的长短又取决于纬度，因此不同纬度的日照时数情况就难以比较。因此衡量日照时数，常以实际照射时数与可能照射时数的百分比即日照百分率表示。日照百分率表明晴天的多与少，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，各地平均为57%。而全年占第2位的却是7和11月，各地平均皆为56%。全年日照百分率最小的是3月份，各地平均为21%。

由上，综合太阳辐射总量及日照百分率两个因素，可大致掌握各个地区太阳能资源的丰富程度，进而研究全球太阳能资源的分布状况。

图1.8　世界太阳能资源分布情况

世界太阳能资源的分布状况如图1.8所示。通常情况下，从日照量较多的沙漠地带到极地之间，全球年累计日照量一般能够达到2300kW·h/m2以上。此外，根据研究学者的统计数据及图1.8，世界太阳能资源分布情况如下：太阳能资源丰富程度最高地区为印度、巴基斯坦、澳大利亚、新西兰以及中东、北非等地区；太阳能资源丰富程度中高地区为美国以及中美和南美南部地区；太阳能资源丰富程度中等地区为巴西、中国、朝鲜以及西南欧洲、东南亚、大洋洲、中非等地区；太阳能资源丰富程度中低地区为日本以及东欧地区；太阳能资源丰富程度最低地区为加拿大以及西北欧洲地区。对于全球太阳能资源丰富的地区进行更细的划分：首先有纳米比亚、博茨瓦纳以及撒哈拉、南非北部，澳大利亚中部地区；其次是除了非洲中部雨林外的整个非洲、阿拉伯半岛、伊朗大部、阿富汗南部、巴基斯坦大部和印度西部拉贾斯坦邦等地区；此外还有澳洲的大部，美国的西南部如南加州、亚利桑那州、新墨西哥州以及墨西哥的北部。

我国地处北半球，幅员辽阔，绝大部分地区位于北纬45°以南，是世界上太阳能最丰富的地区之一。我国超过60%的国土面积年太阳能辐射总量为1400～1750kW·h/m2，每年获得的太阳能约为3.6×1022 J，相当于1.2万t标准煤的热值。全国2/3以上地区的年日照小时数在2000h以上。特别是西部地区，年日照时间能够达3000h以上。各个地区全年总辐射量大体为930～2330kW·h/m2，由于受地理纬度和气候等因素的限制，各地太阳能资源的分布不均。

以大兴安岭西麓至云南和西藏的交界处为界，可将我国从东北向西南分为两大部分。西北部地区太阳辐射量大多高于东北部地区。其中青藏高原的年总辐射量超过1800kW·h/m2，部分地区甚至超过2000kW·h/m2，年日照时数达3200～3300h，是我国太阳能资源最丰富的地区。该地区可与地球上太阳能资源最丰富的印巴地区相媲美。此外，内蒙古、青海、新疆等地区的部分区域辐射总量和日照时数也在我国位居前列。以上这些地区为我国太阳能资源最丰富的地区，被称为太阳能资源最丰富带；太阳能资源很丰富带包括新疆、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁等地区的部分区域，年累计日照量为1400～1750kW·h/m2；太阳能资源较丰富带包括山东、山西、陕西、甘肃等地区的部分区域，年累计日照量为1050～1400kW·h/m2；太阳能资源一般带，包括四川、重庆、贵州等云雨天气多的地区，年累计日照量低于1050kW·h/m2。总之，除了四川盆地及其邻近地区以外，我国绝大部分地区的太阳能超过或相当于国外同纬度地区。由此可见，我国拥有丰富的太阳能资源，利用前景十分广阔。我国太阳能辐射总量等级和区域分布见表1.4。

然而，考虑到太阳能的具体应用，除了了解全国各地区太阳辐照量以外，还必须了解太阳辐照量随季节分配的情况，因为季节性的太阳辐照量会直接影响太阳能的可利用性和利用效率。经过对全国近200个气象站1971—1980年间各月日照时数大于6h的天数的调研统计，结果表明，这种最多天数和最少天数出现月份的分布，存在着明显的区域性，它实际上反映了各地太阳能利用的有利季节和不利季节。因此，各月日照时数可作为判断太阳能资源分布的第二种方法。某地太阳能资源全年分布变幅的大小可以用当地一年中日照小于6h天数与日照大于6h天数的比值来衡量，显然比值越小越利于太阳能利用。从全国来看，北纬30°以北地区此比值基本上均低于2，其中内蒙古中西部地区在1.2以下，是全国利用太阳能最有利的地方。四川盆地和云南西南部中缅边界一带该比值在4以上，是全国太阳能资源贫乏且不宜利用的地区。根据统计结果发现，这种方法所得结果与前文所述的太阳能资源分布情况大体相似。此外，在太阳能利用中，知道太阳能辐照在一天当中的变化规律也非常重要，但要找出一个能表征其日变化规律的指标却非常困难。长时间的、准确的太阳辐照量记录比较困难，并且一年四季的日出、日落时间不仅各地不同，而且同一地点也有变化。

表1.4　我国太阳辐射总量等级和区域分布表

注：来源于国家能源局。

综上所述，我国太阳能资源分布情况的主要特点如下：

（1）西部高于东部。西部地区太阳能年辐射总量为1750～2330kW·h/m2，东部地区为930～1860kW·h/m2。

（2）北方高于南方。北方太阳能年总辐射量为1400～1860kW·h/m2，南方为930～1400kW·h/m2。