碳中和背景下光伏阵列对沙漠地区微气候的影响

作者：张呈春; 张维福; 董智今; 展秀丽^*

来源：甘肃农业大学学报, 2023, 1-12.

• 微气候
• 土壤温湿度
• 光伏阵列
• 腾格里沙漠

【目的】为更好地掌握沙漠地区光伏阵列对局地微气候的影响。【方法】本文选取宁夏中卫沙漠光伏产业园作为研究区域，采用自动气象站实地观测，对比分析光伏电站内与流动沙丘(对照点)气象要素和土壤温湿度的变化特征及差异。【结果】(1)与流动沙丘(对照点)相比，光伏电站内2 m高度空气温度增加了0.13℃，空气湿度提高了0.85%，太阳辐射量降低了11.87W/m2，平均风速减少了1.35m/s；站内偏南北方向的风明显减少，主风向由原来的东北风转变为东风，风向更加单一；光伏电站内空气温度日较差显著高于站外，空气湿度日较差大于站外，夜间差异明显。(2)电站内土壤温度分别为22.76 ℃(10cm)、23.13 ℃(20cm)、22.94℃(30cm)，较流动沙丘(对照点)分别降低1.5 ℃、1.11 ℃、0.74 ℃；电站内土壤含水量分别为 7.35%(20 cm)、8.58%(30 cm)，较流动沙丘(对照点)分别增加了1.2%、0.73%；与流动沙丘(对照点)相比，夜间(8时前和21时后)光伏电站内土壤温度(10cm)上升，4时至9时光伏电站内土壤温度(20cm)上升；不同时刻光伏电站内不同深度土壤含水量均高于流动沙丘(对照点)。【结论】光伏阵列对近地表气象要素和土壤温湿度影响明显，站内空气温湿度具有复杂的昼夜变化特征；光伏阵列的布设可改善沙漠地区的环境因子，增加空气湿度、土壤含水量，降低太阳辐射和风速，发挥着防风固沙的作用。本研究结果可为沙漠地带未来光伏电站的可持续发展提供理论支撑，对荒漠区风光电建设的生态保护与修复具有重要的指导意义。

• 单位
  宁夏大学