梁红 魏科 马骄 ,4

1 中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心，北京 100190

2 云南大学大气科学系，昆明 650091

3 中山大学海洋科学学院，广州 510275

4 中国科学院大学，北京 100049

1 引言

伴随着全球变暖、能源短缺、环境恶化等问题，开发利用可再生能源已成为全人类急需解决的问题。太阳能作为一种最有潜力的可再生能源，以其优质的资源属性，受到了全球的关注，开发利用太阳能被认为是解决能源危机与气候问题的有效途径，因此各国纷纷加大了对太阳能资源的开发与利用（UNDP,2000; Chu and Majumdar,2012; Creutzig et al.,2017）。为改变以化石能源为主导的能源结构，我国将开发利用太阳能与风能提升到我国能源发展战略地位，并进行重点与优先发展。2010年我国的太阳能光伏面板的装机容量尚不足1 GW（1 GW=109W），2017 年底即达到 130 GW（CNREC,2018; Enerdata,2020），为执行《巴黎协定》的承诺，将2100年的全球增温控制在2°C之内，我国的可再生能源的装机容量还会进一步大幅增长，预计到2035年，太阳能装机容量将达到1.96 TW（1 TW=1012W），而到 2050 年，将达到 2.8 TW（CNREC,2018）。

我国太阳能资源丰富，利用潜力巨大，全国太阳能年平均辐射量为 5749 MJ，总量为 5×1016MJ，相当于2.4×104亿吨标准煤燃烧产生的能量（沈义,2014），而2018年我国能源消费总量为 46.4亿吨标准煤（国家统计局,2019），远小于全国太阳能辐射总量。可见，如果合理地开发利用太阳能资源，完全可以满足我国的能源需求。近年来随着我国光伏发电技术的不断提高，发电成本也在迅速下降，这更使得大规模太阳能光伏发电的应用成为现实。

我国西北地区有开发利用太阳能资源的优……