太陽能資源分析

太陽能資源分析1太陽能資源1.1區(qū)域太陽能資源概況山西省南北長約550km，東西寬約290km屬于黃土高原的一部分，境內海拔多在1000m左右。地形復雜，山區(qū)丘陵占全省總面積的86%,地處中緯度大陸性季風氣候區(qū)，日照時間長，總輻射量較多。110°E

i40°N-38°N-36°N-水平面總輻射(kWh/m2)r~i<i,4co1.40?-1.500■>1.500112°E114°E150300Km75圖2.HI山西省太陽能輻射分布示意圖（kWh/成/年）山西省的光能資源十分豐富。從全國來看，除青藏高原和西北地區(qū)光能資源最豐富夕卜，在華北地區(qū)是一個高值區(qū)。山西省年日照數(shù)在2200-300011之間，年日照百分率為51.67%。其中絕大部分地區(qū)全年日照數(shù)在2600h以上，有約1/3的地區(qū)在2800h以上，屬于日照充足的地區(qū)。一年中，以5、6月份為最多，北部地區(qū)月平均日照時數(shù)達270-290小時，南部地區(qū)一般也達230—260小時。11月份，山西省大部分地區(qū)日照時數(shù)最少，一般都在200小時以內。1、8月份正值雨季，云量較多，日照時數(shù)相對減少。全省年總輻射量介于1395-1750kWh/m2?a,平均在1511kWh/m2?a以上。尤其在山西晉北區(qū)域，雖不及西藏、新疆、青海、甘肅等地，但高于同緯度的河北、北京、東北和山西以南各省市，是我國太陽能資源較豐富的地區(qū)之一。由于省內地形復雜，年總輻射量的等值線不規(guī)則，其分布特點是由南向北逐漸增加，從圖2.1-1中可以看出，總輻射低值區(qū)在山西南部，包括運城、臨汾大部、長治西部和東部、晉城中部和南部、太原中部等地，年總輻射值一般在1400kWh/m2以下，這些地區(qū)年日照時數(shù)一般在2300小時以下?？傒椛渲兄祬^(qū)多數(shù)位于山西中部，包括呂梁大部、忻州南部、陽泉大部、太原大部、晉中大部、長治中部和南部、晉城西部和北部的部分地區(qū)、大同市南部等地，年輻射值一般在14001500kWh/m2之間，這些地區(qū)年日照時數(shù)一般在23002600小時之間。總輻射高值區(qū)集中于山西北部，包括大同市大部地區(qū)、朔州、忻州西部和東北部等地，年總輻射值一般在1500kWh/m2以上，這些地區(qū)年日照時數(shù)一般在2600小時以上。由此說明，擬建光伏項目所在地區(qū)屬于中值區(qū)，太陽能資源豐富，有著得天獨厚的優(yōu)越條件，太陽能開發(fā)利用潛力巨大。2.2代表氣象站的選取及數(shù)據(jù)分析2.2.1代表氣象站的選取項目所在地位于山西省原平市，站址中心地理坐標為東經112.807°,北緯38.776°。該區(qū)域年平均氣溫9.4J原平氣象站位于原平鎮(zhèn)北，地理位置：北緯38°44',東經112°43',觀測場海拔高度82&2m。1956年建站，至今已有40多年的連續(xù)觀測資料。1956年建站至2003年已有47年觀測資料，站址距原平氣象站約24km。距本次所選站址較近，且氣候條件和下墊面條件也基本一致。因此，選用原平氣象站觀測資料代表站址處氣象條件。本項目所在地氣象站無太陽能輻射資料。附近沒有可作為本工程階段代表氣象站。鑒于此，本項目氣象數(shù)據(jù)采用附近的代表氣象站數(shù)據(jù)通過有限元分析等數(shù)學方法將此區(qū)域的氣象數(shù)據(jù)計算出來。2.2.2太陽能輻射數(shù)據(jù)分析現(xiàn)通過pvsyst軟件進行計算:光伏場區(qū)區(qū)域太陽能水平面平均總輻射為1453.3kWh/m2,平均氣溫10.2￡,平均風速為1.8m/so2.俳寺殊氣象條件對光伏電站的影響原平氣象站位于原平鎮(zhèn)北，地理位置：北緯38。44：東經112°43：觀測場海拔高度828.2m01956年建站，至今已有40多年的連續(xù)觀測資料。1956年建站至2003年已有47年觀測資料，站址距原平氣象站約24km。距本次所選站址較近，且氣候條件和下墊面條件也基本一致。因此，選用原平氣象站觀測資料代用極值【型法進行統(tǒng)計，求得氣象站處10m與20m高50年一遇10分鐘平均最大風速。經統(tǒng)計氣象站址處10m高50年一遇10分鐘平均最大風速為26.5m/s；20m高50年一遇10分鐘平均最大風速為29.6m/s0表2.3原平氣象站典型數(shù)據(jù)：主要氣象要素特征值項目單位指標M旦~氣溫多年平均°C9.0多年極端最高°C40.4多年極端最低°C-26.1氣壓多年平均氣壓hPa921.6降水量多年平均年總量mm417.1多年一日最大mm101.8積雪深度多年平均積雪深度cm5.5多年最大cm18濕度平均相對濕度%55凍土多年平均凍土mL0多年極端耳又大凍土m1.16風速/風向多年平均m/s2.93多年最大m/s28.3主導風向NW雷暴日平均雷暴038最多雷暴058光資源水平面平均輻射量kWh/m7d4.45可照小時數(shù)h12.173根據(jù)收集到的原平氣象站多年實測氣象要素資料，結合本工程場址的實際情況，對以下各種特殊氣象條件的影響進行分析。2.3.1氣溫條件影響依據(jù)原平氣象站數(shù)據(jù)，年平均氣溫9-(rc，極端最高氣溫40?4工，極端最低氣溫-26.TCo據(jù)此可以推測，本工程的光伏電池組件的工作溫度在允許范圍內。對于多數(shù)晶體硅太陽電池，在25*以上，電池板溫度每升高1工，其輸出功率要下降0.3%。因此，一個地區(qū)高溫天氣的發(fā)生會在一定程度上影響其太陽能發(fā)電量。本項目所在地68月是該地區(qū)溫度較高的時段，平均最高氣溫在2(TC以上，極端最高氣溫可能超過36工，可能對光伏發(fā)電產生較大影響。逆變器布置在艙體內，工作溫度可以控制在允許范圍內。故站址地區(qū)氣溫條件對光伏電池組件和逆變器的可靠運行及安全沒有影響。2.3.2風速條件影響根據(jù)原平氣象站實測風速資料統(tǒng)計，原平氣象站累年平均風速為2.93m/s,春季、冬季風速最大，夏季、秋季風速相對較小。當太陽能電池組件周圍的空氣處于低速流動狀態(tài)，可增大組件的對流換熱，降低組件的工作溫度，有助于提高發(fā)電量。2.3.3雷暴條件影響原平氣象站累年平均雷暴日數(shù)為38d，年最多雷暴日數(shù)為58d，應根據(jù)光伏組件布置的區(qū)域、高度及運行要求，合理設計防雷接地系統(tǒng)。2.4光伏電站所在地區(qū)太陽能資源評價及建議通過分析，站址平均水平總輻射為1453.3Wh/m2。根據(jù)《太陽能資源評估方法》(QX-T-89-2018),