海南省岛屿及海域太阳能资源分布特征及光电利用潜力评估

The research mainly observes the temporal and spatial variation of primary indicators of total solar radiation and sunshine duration evaluating the solar resource to reveal the distribution feature and change law of solar resource. Based on the correction formula of linear model, the total solar radiation daily average value models in five solar radiation sites of Haikou, Sanya, Wuzhi Mountain, Niuling and Yongxing Island (Xisha mobile radiation site) are established respectively to calculate the total solar radiation amount at each city and county within the province day by day, then calculate the total monthly, quarterly and yearly solar radiation. On the basis, the distribution feature of total solar radiation in 18 cities and counties within the province is analyzed to divide and evaluate the solar resource. The change law of sunshine duration adopts Morlet wavelet analysis method. The geographical feature mutating area adopts Mann-Kendall non-parametric testing statistic method to test the total solar radiation and sunshine duration mutating point. The feature significance area adopts BP artificial neural network model with a stronger nonlinear processing ability to display the total daily solar radiation. The potential annual generating capacity density in each city and county and the whole Hainan province is calculated according to the resource division, thus providing a reference for the long-term development plan of Hainan optoelectronics industry and providing the technological support for Hainan to reasonably utilize the solar resource.

本研究的主要内容是通过观测作为太阳能资源评价的主要指标太阳总辐射、日照时数等的时空变化，来揭示太阳能资源的分布特征、变化规律。基于线性模型的修正公式，分别建立海口、三亚、五指山、牛岭、永兴岛(西沙流动辐射站点）五个太阳辐射站点的太阳总辐射日均值模型，以此推算出全省各市县逐日太阳总辐射量，继而推算出逐月、季、全年的太阳总辐射。以此为基础,对全省18个市县太阳总辐射分布特征进行分析，对太阳能资源进行区划、评估。日照时数的变化规律采用Morlet小波分析方法。地理特征突变区域采用Mann-Kendall非参数检验统计方法进行太阳总辐射、日照时数突变点检验。特征化显著区域、采用非线性处理能力较强的BP人工神经网络模型表征日太阳总辐射。按资源区划计算出各市县及海南全省潜在年发电量密度。为海南光电产业长期发展规划提供参考，为海南合理开发利用太阳能资源提供科技支撑。

摘要：. 该项目基于国家自然科学基金项目(编号51466002)支持筹建、合作的12个高精度观测站点采集的数据和海南地区地面气象台站观测的30年气候数据，对海南地区地表太阳辐射强度、稳定度进行了统计分析。用彩色阴影图示标明了海南地区太阳能辐射强度的分布；用彩色阴影图示标明了海南地区年辐射总量标准差分布即稳定度；完成了以三沙永兴岛海域为代表的海域太阳能资源的统计分析；根据各市县所在地的太阳辐射强度对光伏发电潜力进行了评估；对太阳能资源进行了区划分类，给出了海南光伏应用太阳能资源评估的地方（区域）标准。. 在项目实际执行过程中，基金支持筹建了五指山、分界洲、三沙永兴岛三个站点，合作站点由海口、三亚扩充到临高、洋浦、屯昌等9个站点；构建了混合模型和基于人工神经网络的模型的两个地表辐射模型，输入层包括温度日较差、日平均气温、日平均气压、日平均相对湿度、日降水量和日照时数等要素；构建数据集首先利用混合模型来计算常规台站每日的地表太阳辐射，然后利用人工神经网络模型的计算结果来校正混合模型，新构建数据集进行精度验证。. 基于项目的支持，在国内期刊上发表两篇论文，收录一篇安排在2019年3月出刊，计划在国外会议、期刊上发表的论文尚未刊出。申请专利5项，其中发明专利3项，实用新型专利2项。参加国内会议4次，参加国际会议（中国南京）1次。提出一套太阳能资源评估的光伏行业地方标准。培养研究生2名。较好地完成了项目计划的研究内容和预期研究成果。.