济南地区风力发电和太阳能发电资源潜力分析
随着经济的发展、社会的进步、人民生活水平的提高,对能源的需求亦随之递增。风能和太阳能是理想的清洁能源,风能发电和太阳能发电避免了火力发电对大气的污染、水力发电对生态环境的影响。在地球上可以利用的风能储量为107MW,太阳辐射到地球大气层的能量为173万亿kW,风力发电和太阳能发电作为取之不尽,用之不竭的清洁环保能源将是其它传统能源所不及的。济南电网作为山东电网的重要组成部分,基本上都是火力发电,能源的加工转换效率不高,这对能源利用效率和环境保护都造成明显的负面影响。随着《可再生能源法》的出台,济南地区应充分利用自己的风能和太阳能资源,借鉴国内外的先进技术,大力发展风力发电和太阳能发电,从而使本地区的电力资源更加充足,以满足经济迅速发展的需要。 本文分析了风能利用的理论基础和太阳能辐射强度的理论计算方法。通过概率计算法进行风能的计算是分析风能资源潜力的有效方法,文中探讨了瑞利分布法和威布尔分布法的应用,并利用最大值法拟合出了济南地区风速的威布尔分布公式；太阳能辐射计算程序由天文参数、斜面太阳位置、地球大气层外辐射量、地球表面斜面辐射量计算及工程处理五部分组成,作者利用相关数据进行了济南地区月平均辐射量的计算。 为了更充分地分析济南地区风力和太阳能发电的潜力,更好的利用风能和太阳能资源为人类造福,作者利用实测风速值和太阳辐射值,经过对近10年13万组实测气象参数的统计分析,探讨了济南地区风速和太阳能总辐射强度的变化规律,求出了风速和太阳总辐射强度的频率分布。得出：济南地区标准年平均风速为3.05m/s,风速≥3 m/s的小时数有4500h以上,年平均风速大于2m/s以上的时间约占全年的86.5%,有效风能密度为16.5~290.7 W/m~2；全年日照数为4000-4500小时,年太阳总辐射强度大于100w/m~2的日照时数占到近90%,年总辐射强度约为1.4 MW/m~2。从数据分析来看,济南地区风能和太阳能资源丰富,在济南地区实行风力发电和太阳能发电具有着良好的自然条件,市场前景广阔。 文章首次通过理论分析和实测数据统计相结合的方法,分析了济南地区风力参数和太阳能参数的分布情况,为济南地区实施风力发电和太阳能发电提供了具有实际意义的理论依据,有着非常重要的应用价值。
风力发电;太阳能发电;风能利用系数;太阳辐射强度;频率分布;潜力分析
山东大学
硕士
热能工程
田茂诚
2005
中文
TM614;TM615
2014-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）