氣象因子對光伏發(fā)電量的影響效應(yīng)分析

韓雪盈 韓欣雨 韓琛惠

摘 要：隨著時代的發(fā)展，社會的進(jìn)步，能源也越來越受到人們的重視。其中發(fā)現(xiàn)利用可再生能源已成為一大緊要之事。在可再生能源中太陽能占據(jù)了非常重要的地位。光伏發(fā)電就是利用太陽能進(jìn)行發(fā)電的一項舉措。本文主要分析氣象因子對光伏發(fā)電量的影響效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：氣象因子;光伏發(fā)電量;影響效應(yīng)

1氣象因子

氣相因子包含氣溫、氣流、氣濕、氣壓等，即影響其他事物發(fā)展變化的氣象原因或條件。它可能是某一種氣象要素或是其變化，也可以是多種氣象要素的綜合或變化。與光伏發(fā)電量有關(guān)的氣象因子為風(fēng)溫濕壓，即風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓。

風(fēng)溫濕壓即風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓。有了這四個因子的觀測，可以對大氣中的運動方程（包含風(fēng)速、風(fēng)速空間變化以及風(fēng)速局地變化和氣壓局地變化），連續(xù)方程（包含密度局地變化、密度以及風(fēng)速空間變化，根據(jù)p=p/RT，有氣壓和溫度可求密度），熱力學(xué)方程（包含溫度個別變化，密度和垂直風(fēng)速），水汽方程（包含比濕個別變化，風(fēng)速和比濕空間變化）所組成的方程組進(jìn)行求解，從而對未來天氣進(jìn)行預(yù)測。

其次，天氣。天氣好，晴天多的地區(qū)光照條件好，電站的發(fā)電量自然也就比較高。整體而言，秋天的發(fā)電量最高，因為秋天氣溫合適陽光穿透力強(qiáng)，雨天少，發(fā)電量自然就比較高了。

2對光伏發(fā)電量的影響

有了風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓的觀測，可以對大氣中的運動方程（包含風(fēng)速、風(fēng)速空間變化以及風(fēng)速局地變化和氣壓局地變化），連續(xù)方程（包含密度局地變化、密度以及風(fēng)速空間變化，根據(jù)ρ=p/RT，有氣壓和溫度可求密度），熱力學(xué)方程（包含溫度個別變化，密度和垂直風(fēng)速），水汽方程（包含比濕個別變化，風(fēng)速和比濕空間變化）所組成的方程組進(jìn)行求解，從而對未來天氣進(jìn)行預(yù)測。

光伏電站的線纜有嚴(yán)格的選型要求，和環(huán)境、走線、長度都有很密切的關(guān)系。

另外氣象因子會影響太陽光而太陽光嚴(yán)重影響發(fā)電量。因此在選擇光伏電站的時候，當(dāng)?shù)氐奶鞖膺@個基本上是改變不了的，當(dāng)然希望晴天越多越好。光伏發(fā)電站所處的地理位置的高低，還有在周圍看一下有沒有高大的建筑物或者山體所形成的影子有無遮擋，這些非常的關(guān)鍵。一定要選擇一個視野比較開闊的，盡量是光線比較好的地方這是最理想的。哪怕是在同一個地區(qū)，但是選擇的這個光線不一樣的話，發(fā)電量的話也會有一個很大的區(qū)別。首先在準(zhǔn)備建這個光伏電站之前需要先要看一下想把電站建在什么地方，這個非常的關(guān)鍵，一定要選擇視野開闊，無遮擋物的地方比較好。

3相關(guān)思考及分析

很多光伏電站出現(xiàn)問題都是光伏連接器的問題，應(yīng)選用電阻小、精密度高的產(chǎn)品，并且安裝的時候要用專用的工具。光伏運維也是電站必須進(jìn)行的工作，安排好運維計劃，定期運維可以減少損失電量。

關(guān)于氣象因子對光伏發(fā)電量的影響可以參考數(shù)據(jù)分析：

1.基于偏微分方法推導(dǎo);

2.基于熱力學(xué)理論的比擬，比如legendre relationship或者熵理論的計算;

3.比較粗暴的經(jīng)驗類型或者早期的一些直接率定得到的公式。

早期基于偏微分方法來源于傅抱璞發(fā)表在《山地氣象》等雜志的一系列文章中的關(guān)于蒸散發(fā)的計算，主要是根據(jù)Budyko的假設(shè)，根據(jù)量綱分析，加上偏微分方程推導(dǎo)中的一些數(shù)學(xué)假設(shè)得到的公式，在國內(nèi)的水文界用的也最多。然后有些研究人員對類似思路（以及早期的一些率定公式）的公式進(jìn)行了一個總結(jié)，并提出了一個general function，將之前的形式總結(jié)了一下。

但是其實數(shù)學(xué)推導(dǎo)有余，理論分析不足，尤其是general function的一些后續(xù)研究，后來隨著科技的進(jìn)步，這個general function的方法主要在熱力學(xué)的比擬中得到了創(chuàng)新;

光伏發(fā)電站年平均發(fā)電量Ep計算如下：

Ep=HA×PAZ×K

式中：Ep：上網(wǎng)發(fā)電量（kW h）;HA：水平面太陽能年總輻照量（kW h/m2）;PAZ ：系統(tǒng)安裝容量（kW）;K：為綜合效率系數(shù)。即光伏發(fā)電量=裝機(jī)量*光照輻照量*綜合效率。裝機(jī)量：安裝組件數(shù)量*每塊組件的峰值功率。這里要注意不同大小的組件，不同類型的組件功率會有差異。

光照輻照量：這個指的是太陽光照的能量，太陽多光照好，光照輻照量就多。這里要說明一點：光伏輻照量和有害的"輻射"沒任何關(guān)系，重要事情說三遍"質(zhì)量有保障的光伏系統(tǒng)沒有輻射，對人體無害"，"質(zhì)量有保障的光伏系統(tǒng)沒有輻射，對身體無害"，"質(zhì)量有保障的光伏系統(tǒng)沒有輻射，對身體無害"。

綜合效率就是把接收到的光照轉(zhuǎn)化為電能的效率，可以理解為轉(zhuǎn)化效率和系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)備等有關(guān)。也經(jīng)常被稱為"系統(tǒng)效率"。這里也是容易藏貓膩的地方，好的系統(tǒng)和差的系統(tǒng)效率差異會比較大，造價也會有很大區(qū)別。

光伏發(fā)電具有獨特的優(yōu)越性：

1、太陽能儲能巨大無枯竭危險。

2、能源質(zhì)量高。

3、使用者從感情上容易接受。

4、獲取能源所需較少時間。

5、無枯竭危險。

6、能源質(zhì)量高。

7、使用者從感情上容易接受。

氣象因子與光照相關(guān)，而光照又是光伏發(fā)電量的基石，說明氣象因子與光伏發(fā)電量息息相關(guān)。隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的普及應(yīng)用，光伏太陽能日漸成為我國綠色發(fā)展的物質(zhì)支撐和綠色經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。而光伏發(fā)電本體是太陽能發(fā)電，即意味著與氣象因子息息相關(guān)。

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