來源:PV-Tech | 0評論 | 16276查看 | 2014-06-06 13:37:00
2014年開始,中國光伏電價補貼已經(jīng)不在全國統(tǒng)一電價,而是根據(jù)太陽能資源的優(yōu)劣劃分了三類地區(qū),這三類地區(qū)將分別獲得1、0.95、0.9元/千瓦時的標桿上網(wǎng)電價( 表一)。太陽能資源數(shù)據(jù)對于電站的項目選址、發(fā)電量預(yù)計有直接的關(guān)系,但光伏行業(yè)在這方面的積累還非常有限。
表一:各資源區(qū)的標桿上網(wǎng)電價(注:西藏自治區(qū)標桿電價另行制定;電價單位:元/千瓦時)
數(shù)據(jù)的來源
2013年底國家能源局出臺了光伏電站暫行管理辦法,其中里面第12條明確規(guī)定項目開發(fā)前期,必須要有現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),或者有代表性的實測數(shù)據(jù)。在一份提交給國家能圖一:NREL的SAM頁面源局的文件中 ,中國96個基準站的10年平均水平面總輻射量統(tǒng)計表被作為附件遞交上去。這個遍及中國所有省、直轄市的數(shù)據(jù)表格給出了包括經(jīng)緯度、海拔、水平面年輻射量、傾斜面年輻射量以及等效滿發(fā)小時數(shù)等諸多參數(shù)。這份保密級別的文件外界很難以看到,在新建項目中,要獲得有用的光資源數(shù)據(jù),要么從當?shù)貧庀缶仲徺I,要么免費從NASA來查找。
目前國內(nèi)外已經(jīng)有一些機構(gòu)在做太陽輻射的研究。美國航空航天局(NASA)通過對衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的反演,免費為用戶提供分辨率為3—110公里的太陽輻射數(shù)據(jù)。NASA的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為中國光伏行業(yè)獲取太陽能資源數(shù)據(jù)最主要的來源。國際電工委員會(IEC)中國專家代表林陽認為NASA的免費公開數(shù)據(jù)并不準確,“我們對比過甘肅某地的數(shù)據(jù) ,NASA公開數(shù)據(jù)給出的值是1600kW.h/m.a,但實際的數(shù)據(jù)是接近2000kW.h/m.a。NASA公開數(shù)據(jù)有較大的誤差,特別是在陰、雨天氣較多的地區(qū)下誤差能達到25%。LDK工程公司副總經(jīng)理張雷也表示“NASA的數(shù)據(jù)很有名,但并不是一個可靠的來源?!?/span>
美國可再生能源實驗室(NREL)也在研究跟太陽能發(fā)電相關(guān)的光資源數(shù)據(jù),他們用的也是NASA數(shù)據(jù),但是其分辨率是3—40公里的資源數(shù)據(jù),在其推出的SY STEMADVISOR MODEL(sam.nrel.gov)免費設(shè)計軟件中,給出了更為準確的光資源數(shù)據(jù)。“在中國范圍內(nèi),SAM會免費向使用者提供其IP位置方圓五公里的資源數(shù)據(jù),超過這個范圍的數(shù)據(jù)沒法下載,但是可以向NREL發(fā)郵件索要項目所在地的數(shù)據(jù)。”林陽曾經(jīng)收到了NREL回復(fù)郵件并得到了想要的數(shù)據(jù),“這個軟件主要針對美國光伏市場的需求?!绷株柋硎?,光資源數(shù)據(jù)來源還是比較多的,“我曾經(jīng)用過MeteoTest瑞士公司開發(fā)的Meteonorm軟件,還有人用法國美迪公司的Meteo Dyn Solar工具的數(shù)據(jù)。一些國內(nèi)的專業(yè)團隊在近幾年也將會推出一系列免費的全國光資源數(shù)據(jù)源。”
圖一:NREL的SAM頁面
中國面積廣大,全國各地區(qū)光資源及太陽輻射資源有較大差異,根據(jù)國家氣象局風能太陽能評估中心劃分標準,我國太陽能資源地區(qū)被劃分為四類(見表二)。
中國經(jīng)過數(shù)十年的積累也擁有了自己的光資源數(shù)據(jù)。中國從 1953年開始測量太陽輻射,目前有2300個氣象站和310座氣象臺。其中122個基準氣象臺中擁有10年以上數(shù)據(jù)的氣象臺只有96個。中國氣象局是這些數(shù)據(jù)的所有者。國家氣象局風能太陽能資源中心(以下簡稱風太中心)研究員趙東表示,中國氣象局有兩套相關(guān)的數(shù)據(jù),核心是全國96個基站的觀測數(shù)據(jù)。其中一套來自氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù),通過官方理論模型,考慮到經(jīng)緯度、海拔等一系列參數(shù)計算出來,然后再對比96個基站的真實數(shù)據(jù)進行校對而得出;另一套數(shù)據(jù)來自全國2000多個氣象站點的日照時數(shù)等數(shù)據(jù)與96個氣象臺數(shù)據(jù)的綜合結(jié)果。風太中心目前為光伏行業(yè)提供電站太陽能資源評估和太陽能發(fā)電專業(yè)數(shù)值天氣預(yù)報的服務(wù)。
表二:中國太陽能資源等級劃分,QX/T 89-2008太陽能資源評估方法
圖二:1978—2007年全國平均直接輻射總量(來源:國家氣象局)
神華集團下屬的國華能源投資有限公司是中國氣象局風能太陽能資源評估中心的長期客戶,張華(匿名)向記者表示 ,“我們在做前期選址的時候要用到光資源數(shù)據(jù),一個坐標點的數(shù)據(jù)要十五萬左右。”對于氣象局的數(shù)據(jù)收費,張雷也表示不 滿,“希望國家氣象局能把數(shù)據(jù)免費向電站投資者開放。我們進行投資就會產(chǎn)生稅收,而稅收支撐了國家政府的運行。現(xiàn)在氣象局把這些數(shù)據(jù)拿來賣錢,對整體的光伏行業(yè)是不利的?!痹谟浾卟稍L的大部分電站開發(fā)商中,在前期項目開始就從氣象局購買數(shù)據(jù)的并不多,一些開發(fā)商會通過關(guān)系從已有數(shù)據(jù)者那里獲取,更多的是去找類似NASA的免費數(shù)據(jù)。張雷曾經(jīng)通過一個名為中國氣象資源共享網(wǎng)的網(wǎng)站獲取免費的氣息數(shù)據(jù),“但后來氣象局把這個網(wǎng)站關(guān)閉了?!笔聦嵣?,即使購買了氣象局的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)并非完全準確。張華表示,一方面每年的光資源會因為天氣變化而不同,另一方面“不知道什么原因,東部地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)總是偏低。”
圖三:美國專業(yè)資源評估公司3 Tier的數(shù)據(jù),基于衛(wèi)星氣象數(shù)據(jù)以及專業(yè)模型推算,分辨率精確到3km。
記者在西部多個地區(qū)發(fā)現(xiàn),同一地區(qū)的不同電站其組件傾角最大超別超過5度。趙東解釋道,“可靠的光資源數(shù)據(jù)是非常必要的。最直接的影響是電站設(shè)計中傾角的計算,目前主要的計算方法都沒 有問題,差異來自于光資源數(shù)據(jù)?!蹦壳爸袊?8個氣象臺站監(jiān)測總輻射量數(shù)據(jù),17個臺站擁有直接輻射數(shù)據(jù),而光伏傾角計算更多依賴直射輻射數(shù)據(jù),“即使同樣總輻射量級的光資源地區(qū),有的地方直射輻射分量多,有的地方散射輻射分量多,后者地區(qū)組件更傾向于平放,而前者組件跟蹤太陽更合適?!壁w東補充到,“最佳傾角計算除了考慮輻射,還要考慮當?shù)氐臏囟群惋L速等諸多因素?!?/div>
站內(nèi)的氣象儀
目前大部分光伏電站在站內(nèi)安裝了氣象儀,但目前大多數(shù)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集并不完備。MEMC在中國投資的第一個電站——敦煌迪盛正在收集傾角輻射,其項目經(jīng)理喬利軍表示,“傾角輻射數(shù)據(jù)比水平數(shù)據(jù)能更好的反應(yīng)電站發(fā)電量和運行狀況?!痹趶埨卓磥?,完備的氣象儀至少要有四塊太陽輻射表,分別測量總輻射值、散射輻射值、傾角輻射值以及直射光數(shù)據(jù),其中直射輻射的高精度跟蹤器要占據(jù)較高的成本,有的電站為了節(jié)約這方面的預(yù)算,直射輻射量就直接用總輻射量減去散射輻射量,這種做法并不完善?!皽y光數(shù)據(jù)是為了光功率預(yù)測服務(wù)的,要做光功率預(yù)測需要以這四塊表的測試值為依據(jù)?!敝袊夥鼘<彝跛钩稍诳疾炝宋鞑侩娬竞蟀l(fā)現(xiàn),一些電站并沒有安裝傾角輻射表,但這些電站運維人員會通過軟件經(jīng)過對水平輻射值的計算得到需要的數(shù)據(jù)。
中廣核敦煌特許權(quán)電站在站內(nèi)架設(shè)的太陽輻射監(jiān)測儀記錄了去年一年的數(shù)據(jù),但由于儀器的問題并沒有得到全年的所有數(shù)據(jù)。但根據(jù)其中8個月的數(shù)據(jù)來看(見表三),實測輻照量與NASA數(shù)據(jù)和可行 性研究的數(shù)據(jù)最大參考誤差超過30%。趙東認為這種誤差存在很正常,“每年的天氣狀況都不相同,所以需要多年的數(shù)據(jù)積累。”而氣象儀的質(zhì)量是也是造成數(shù)據(jù)差異的原因之一 。在中廣核敦煌特許權(quán) 項目運維記錄中,氣象儀(型號WAMS620-SP)頻繁出現(xiàn)問題,如氣象數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,數(shù)據(jù)很少會傳輸監(jiān)控后臺,氣象儀數(shù)據(jù)不準等。根據(jù)趙東的經(jīng)驗,氣象儀的質(zhì)量是一方面,即使好的氣象儀,其中每塊輻射表還需要在當?shù)?