開展光伏項(xiàng)目必須重視太陽能資源數(shù)據(jù)，已經(jīng)是業(yè)內(nèi)的共識(shí);然而，很多人卻忽視了“基本氣象要素”這一項(xiàng)。

1、基本氣象要素都包含哪些

那“基本氣象要素”都包含哪些項(xiàng)目呢?根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要包含以下五類項(xiàng)目。

溫度

一般至少包含三項(xiàng)：多年極端最高氣溫、多年極端最低氣溫、多年平均氣溫;好一點(diǎn)的氣象站，還能收集到：多年晝間極端最低氣溫、多年夜間極端最高氣溫。

風(fēng)速

一般包含三項(xiàng)：多年平均風(fēng)速、多年極大/最大風(fēng)速、最多風(fēng)向。

降水

一般包含三項(xiàng)：多年最大積雪深度、多年平均降水量、多年平均蒸發(fā)量。

惡劣天氣

一般包含：多年平均雷暴日數(shù)、多年平均沙塵暴日數(shù)、多年平均揚(yáng)沙日數(shù)、多年平均霾日數(shù)、多年平均霧日數(shù)、多年冰雹日數(shù)、大風(fēng)日數(shù)等項(xiàng)目。

其他

一般包含標(biāo)準(zhǔn)凍土深度

2、為什么要重視基本氣象要素

溫度

在光伏電站的設(shè)計(jì)過程中，至少有三個(gè)方面是要用到溫度的。

1)光伏組串的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行光伏組件串并聯(lián)方案設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮極端溫度。

光伏組件都有“開路電壓溫度系數(shù)”這一參數(shù)，為負(fù)值，即隨著環(huán)境的降低，光伏組件的電壓會(huì)升高。

在設(shè)計(jì)時(shí)，光伏組件串聯(lián)的個(gè)數(shù)當(dāng)然是越多越好，但串聯(lián)后的最大開路電壓不能超過組件的最大系統(tǒng)電壓，也不能超過逆變器的最大允許電壓;工作電壓要在逆變器的MPPT電壓的跟蹤范圍之內(nèi)。

在一些極端溫度很低的地方，如-30℃，當(dāng)開路電壓溫度系數(shù)為-0.32%/℃，單個(gè)組件的開路電壓會(huì)升高17.6%!

因此，就會(huì)出現(xiàn)，單串的組件個(gè)數(shù)在南方比北方多一些的情況。

在實(shí)際工作中，經(jīng)常看到采用22塊265Wp一串的設(shè)計(jì)方案。用這種常規(guī)方案肯定不會(huì)出問題。但顯然，這個(gè)方案是沒有經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)方案。

在一些極端低溫在-10℃以上的地方，采用24片265Wp一串的方案也是沒有問題的。因此，一個(gè)組串到底采用多少片串聯(lián)，一定要用：組件的開路電壓值、最佳工作電壓值，極端高溫、極端低溫，逆變器最大輸入電壓、MPPT電壓，這三組數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)測(cè)算，才能得到最佳方案。

需要強(qiáng)調(diào)的是，電池板的溫度一般會(huì)高于環(huán)境溫度，如下圖所示。

上圖中，電池板溫度(綠線)最多的時(shí)候能比環(huán)境溫度(藍(lán)線)高出25℃。據(jù)文獻(xiàn)介紹，在青海正午輻照度最好的時(shí)間，電池板溫度甚至能比環(huán)境溫度高出近30℃。

因此，我們?cè)谟?jì)算時(shí)，選用的極端高溫要考慮電池板的極端高溫。

另外，有的專家提出，由于光伏電站只在白天運(yùn)行，在選擇極端溫度時(shí)，應(yīng)選擇晝間的極端高溫和極端低溫，但大多數(shù)氣象站很難收集到晝間的極端低溫，一般采用夜間的極端低溫代替;還有專家提出，在與逆變器開路電壓和MPPT電壓進(jìn)行匹配計(jì)算時(shí)，電壓的溫度系數(shù)應(yīng)該分別采用“開路電壓溫度系數(shù)”和“最佳工作電壓溫度系數(shù)”兩個(gè)系數(shù)分別計(jì)算，但目前很少有光伏組件提供“最佳工作電壓溫度系數(shù)”，所以一般也都采用“開路電壓溫度系數(shù)”。

2)計(jì)算溫度造成系統(tǒng)效率的折減

溫度會(huì)影響發(fā)電量這是肯定的，但到底能影響多少?我曾經(jīng)收集了青海、內(nèi)蒙、河北三個(gè)地區(qū)三個(gè)光伏電站完整一年的逐時(shí)溫度、發(fā)電量、輻照度數(shù)據(jù)，希望能通過這三組數(shù)據(jù)找到溫度對(duì)系統(tǒng)效率的影響。前后花了三個(gè)多月的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但最終也沒找到有一個(gè)規(guī)律。因此，我在進(jìn)行系統(tǒng)效率溫度折減項(xiàng)時(shí)，更多的是根據(jù)當(dāng)?shù)氐脑缕骄鶜鉁兀紤]一定的溫升后，與溫度系數(shù)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的加權(quán)計(jì)算。這個(gè)方法不是特別科學(xué)，但目前我尚未找到更加合適的方法。

3)電氣設(shè)備

所有的電氣設(shè)備都有運(yùn)行溫度范圍。我在評(píng)審項(xiàng)目時(shí)，就曾發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐臉O端氣溫在逆變器的運(yùn)行溫度范圍之外的情況，那在設(shè)計(jì)時(shí)就要采取一定的處理措施保證。同時(shí)，逆變器工作時(shí)會(huì)釋放大量的熱量，如果逆變房?jī)?nèi)通風(fēng)不好，會(huì)導(dǎo)致逆變房?jī)?nèi)溫度大大高于環(huán)境溫度，降低逆變器工作效率，甚至高于其運(yùn)行溫度。

風(fēng)速

在設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)給出某地的風(fēng)壓、雪壓的參考值。但我覺得，根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速、風(fēng)向計(jì)算出來的風(fēng)壓值更有參考意義，而風(fēng)壓值將直接影響支架基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。

降水

最大積雪深度一方面在設(shè)計(jì)時(shí)組件下沿的高度一定要高于此值，不然可能存在組件被埋在雪里的可能;另一方面可以用來計(jì)算雪壓值。

從當(dāng)?shù)囟嗄昶骄慕邓亢驼舭l(fā)量可以看出當(dāng)?shù)氐乃Y源的寶貴程度。如，若蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，肯定是水資源寶貴的干旱地區(qū)，取水井的深度肯定淺不了，水還可能有腐蝕性的堿性水。未來清洗板子，最好用省水的方案。

惡劣天氣

多年平均雷暴日數(shù)可以在進(jìn)行避雷方案設(shè)計(jì)時(shí)用來參考;

多年平均沙塵暴日數(shù)、多年平均揚(yáng)沙日數(shù)、多年平均霾日數(shù)等數(shù)據(jù)，可以基本幫助你判斷光伏電站的清洗頻率和灰塵遮擋造成的系統(tǒng)效率損失。

標(biāo)準(zhǔn)凍土深度

在進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮的一個(gè)參數(shù)就是凍土深度。一般情況下，基礎(chǔ)的深度都要在凍土層以下。