太陽能發電關鍵技術問題全剖析(一)

光能發電是當今世界的尖端科技，將為全人類徹底解決“能源危機”“環境污染”和“可持續發展”等三大世界難題，將做出歷史性、跨世代的偉大貢獻，將為人類利用新能源、新技術方面進入一個嶄新的時代，在現實的發展中存在這若干的核心問題。

　　1 太陽能資源數據及評估

　　1.1 太陽能資源數據

　　太陽能輻射數據可以從縣級氣象臺取得，也可以從國家氣象局取得。從氣象局取得的數據為水平面的輻射數據，包括：水平面總輻射、水平面直接輻射和水平面散射輻射。

　　太陽能資源數據主要包括：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度的每月日平均值。與其相關的氣候狀況的數據主要包括：年平均氣溫，年平均最高氣溫，年平均最低氣溫，一年內最長連續陰天數（含降水或降雪天），年平均風速，年最大風速，年冰雹次數，年沙暴日數。其中，太陽能總輻射量的各月數值是必不可少的。此外，還應提供上述各項數據最近5~10年的累計數據，以評估太陽能資源數和氣候狀況數據的有效性。

　　1.2太陽能資源數據有效性的評估

　　將氣象臺或相關部門提供的太陽能資源數據用于光伏系統設計，在某些情況下仍需對其有效性進行評估。

　　首先，當一個具體場地的太陽能資源數據不夠完整或缺少多年的累積數據，就必須對太陽輻射的有效性和量值進行評估。

　　其次，雖然當地的太陽能資源數據比較完整，而且太陽輻射情況也較好，但由于候選場地處于多山地區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地周圍鄰近地區的平均數據變化，來評估當地太陽能資源數據的有效性。

　　再次，從氣象部門得到的數據是水平面的數據，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據。但是，在太陽能光伏發電的實際應用中，為了得到更多的發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，這一計算過程非常復雜，所以人們常常直接采用水平面上的數據，或者采用經驗系數的方法進行簡單換算，這對計算的精度產生了影響。近些年來，已經開發了一些軟件，不但可以方便地解決這些計算問題，其數據庫中還往往儲存大量不同地區的太陽能輻射數據，有些還具有光伏系統分析設計功能。

　　2 光伏系統的選址和場地評估

　　2.1 在光伏系統選址時需消除陰影影響

　　太陽能電池依賴于日光照射而發電，當投射到電池板上的日光被遮擋時，方陣功率輸出特性將受到嚴重影響，在電池板上的一個小小陰影也能夠使其

　　性能大大降低，因此，在光伏系統設計和安裝過程中仔細地確定陽光通路和避開陰影，對保證方陣的額定功率和降低光伏系統發電成本極為重要。

　　場地出現的陰影經常來自樹木、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～下午3點沒有陰影為好。在冬季的月份當太陽的仰角低，電池板被遮擋經常是一個比較大的問題，應引起光伏系統設計者和光伏電站運行人員的重視。中國位于地球