太陽能發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)問題全剖析(一)

光能發(fā)電是當(dāng)今世界的尖端科技，將為全人類徹底解決“能源危機(jī)”“環(huán)境污染”和“可持續(xù)發(fā)展”等三大世界難題，將做出歷史性、跨世代的偉大貢獻(xiàn)，將為人類利用新能源、新技術(shù)方面進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代，在現(xiàn)實(shí)的發(fā)展中存在這若干的核心問題。

　　1 太陽能資源數(shù)據(jù)及評(píng)估

　　1.1 太陽能資源數(shù)據(jù)

　　太陽能輻射數(shù)據(jù)可以從縣級(jí)氣象臺(tái)取得，也可以從國家氣象局取得。從氣象局取得的數(shù)據(jù)為水平面的輻射數(shù)據(jù)，包括：水平面總輻射、水平面直接輻射和水平面散射輻射。

　　太陽能資源數(shù)據(jù)主要包括：各月的太陽能`總輻射量（輻照度）或太陽能總輻射量和輻射強(qiáng)度的每月日平均值。與其相關(guān)的氣候狀況的數(shù)據(jù)主要包括：年平均氣溫，年平均最高氣溫，年平均最低氣溫，一年內(nèi)最長(zhǎng)連續(xù)陰天數(shù)（含降水或降雪天），年平均風(fēng)速，年最大風(fēng)速，年冰雹次數(shù)，年沙暴日數(shù)。其中，太陽能總輻射量的各月數(shù)值是必不可少的。此外，還應(yīng)提供上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)最近5~10年的累計(jì)數(shù)據(jù)，以評(píng)估太陽能資源數(shù)和氣候狀況數(shù)據(jù)的有效性。

　　1.2太陽能資源數(shù)據(jù)有效性的評(píng)估

　　將氣象臺(tái)或相關(guān)部門提供的太陽能資源數(shù)據(jù)用于光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在某些情況下仍需對(duì)其有效性進(jìn)行評(píng)估。

　　首先，當(dāng)一個(gè)具體場(chǎng)地的太陽能資源數(shù)據(jù)不夠完整或缺少多年的累積數(shù)據(jù)，就必須對(duì)太陽輻射的有效性和量值進(jìn)行評(píng)估。

　　其次，雖然當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源數(shù)據(jù)比較完整，而且太陽輻射情況也較好，但由于候選場(chǎng)地處于多山地區(qū)或附近存在明顯影響太陽輻射的地形地貌。在這種情況下要通過研究候選場(chǎng)地周圍鄰近地區(qū)的平均數(shù)據(jù)變化，來評(píng)估當(dāng)?shù)靥柲苜Y源數(shù)據(jù)的有效性。

　　再次，從氣象部門得到的數(shù)據(jù)是水平面的數(shù)據(jù)，包括：水平面直接輻射和水平面散射輻射，從而得到水平面上總輻射量數(shù)據(jù)。但是，在太陽能光伏發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用中，為了得到更多的發(fā)電量和電池組件自清潔的需要，固定安裝的方陣通常是傾斜的，這就需要計(jì)算得出傾斜面上的太陽能輻射量（通常要大于水平面上的輻射量）。但是，這一計(jì)算過程非常復(fù)雜，所以人們常常直接采用水平面上的數(shù)據(jù)，或者采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單換算，這對(duì)計(jì)算的精度產(chǎn)生了影響。近些年來，已經(jīng)開發(fā)了一些軟件，不但可以方便地解決這些計(jì)算問題，其數(shù)據(jù)庫中還往往儲(chǔ)存大量不同地區(qū)的太陽能輻射數(shù)據(jù)，有些還具有光伏系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)功能。

　　2 光伏系統(tǒng)的選址和場(chǎng)地評(píng)估

　　2.1 在光伏系統(tǒng)選址時(shí)需消除陰影影響

　　太陽能電池依賴于日光照射而發(fā)電，當(dāng)投射到電池板上的日光被遮擋時(shí)，方陣功率輸出特性將受到嚴(yán)重影響，在電池板上的一個(gè)小小陰影也能夠使其

　　性能大大降低，因此，在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝過程中仔細(xì)地確定陽光通路和避開陰影，對(duì)保證方陣的額定功率和降低光伏系統(tǒng)發(fā)電成本極為重要。

　　場(chǎng)地出現(xiàn)的陰影經(jīng)常來自樹木、草木、附近的建筑，還有太陽收集器的撐桿和金屬線等。作為一般原則，確定從上午9點(diǎn)～下午3點(diǎn)沒有陰影為好。在冬季的月份當(dāng)太陽的仰角低，電池板被遮擋經(jīng)常是一個(gè)比較大的問題，應(yīng)引起光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和光伏電站運(yùn)行人員的重視。中國位于地球