方向的单位面积上的辐射能基本上是一个常数。这辐射度称为太阳常数,或者为大气质量(AM0)为零的辐射。其数值为1367±0007KWm2。太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射度为1367KWm2。地球赤道周长喂为40000KM,从而可计算出,地球可获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1KWm2,地球表面某一点24h的年平均辐射强度为020KWm2相当于有102000TW的能量。人类依赖这些能量维持生存。经济、资源、环保是困扰现代社会发展的三大问题,简称为3E。要发展经济首先要有资源,约50万年前人类发现了“火”,直到今日仍大量消耗化石燃料。随工业化的推进和人口的增长,资源的消耗量日增,从而可预见若干年后的资源危机。除资源枯竭问题外,在化石燃料的使用过程中,环境保护也是个不容忽视的问题。环境问题是以全球变暖和酸雨为代表。我国太阳能资源非常丰富,理论储量每年17000亿t标准煤。太阳能开发利用的潜力非常广阔。我国光伏电产业于20世纪70年代起步,90年代中期进入稳步发展时期。太阳电池及组件产量逐年增加。我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ,全国各地太阳年辐射总量达335~837kJcm2a,中值为586kJcm2a。从全国太阳年辐射总量的分布来看,西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大,那里平均海拔高度在4000m以上,大气层薄而清洁,透明度好,纬度低,日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市,1961年至1970年的平均值,年平均日照时间为30057h,
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f相对日照为68,年平均晴天为1085天,阴天为988天,年平均云量为48,太阳总辐射为816kJcm2a,比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小,其中尤以四川盆地为最,那里雨多、雾多,晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市,年平均日照时数仅为11522h,相对日照为26,年平均晴天为247天,阴天达2446天,年平均云量高达84。其它地区的太阳年辐射总量居中。如图1所示,到达地球的太阳能辐射资源总量非常丰富,对于地球上的生命来说取之不尽,用之不竭。但其分布不均用性,不同地区光照资源差别很大。
(1)太阳辐照随纬度的增高而降低,大部分太阳能资源集中在南、北纬40°之间的地区;(2)世r