我国太阳能资源十分丰富,绝大部分地区都适宜从事大规模或分布式的太阳能利用。然而,尽管资源总量很大,但由于受气象条件的影响,不同地区的太阳能资源存在较大差异,同时由于太阳能利用方式多样,特点各异,使得在制定太阳能发展规划和激励政策时还应该依据太阳能资源的特点作出科学决策,而这都需要对我国的区域太阳能资源状况进行精细化的观测和评估。
目前我国太阳辐射业务观测站稀少,空间分布不均匀,以及观测设备和观测方法的限制,导致现有的太阳辐射观测资料远远不能满足需求。
通过太阳能资源观测可以得到局地准确数据,通过数据分析,可为资源评估、部门决策提供基础信息,也可为近期的太阳能辐射的预测提供观测信息支持。
太阳能资源开发利用具有多种形式,但无论哪种利用方式都需要有足够的资源。一个区域的太阳能资源丰富程度、稳定程度、资源储量、可利用量、最佳利用时段和气象灾害的影响等对于区域规划或具体开发项目的决策很重要。可以说太阳能资源评估是太阳能资源开发利用的基础和关键。
在太阳能资源开发利用发展过程中,气象灾害(台风、雷电、极端高(低)温、积冰、大风、暴雨、冰雹、沙尘暴、暴雪)对项目建设和运营来讲影响愈来愈大,因此,在太阳能开发项目设计阶段和太阳能组件设计阶段应对可能的气象灾害给予充分的考虑,避免或者减轻规划和建设项目实施后可能受气象灾害、气候不利因素的影响,或者可能对局地气候产生的不利影响,在太阳能开发区域范围内必须进行气象灾害影响评估。气象部门还应从评估技术、方法的先进性和评估结论的科学性方面做大量的研究工作。
我国太阳能资源丰富地区同时也是极端天气频发的区域,西北、华北地区的极端大风和沙尘暴,荒漠化地区的极端高温,东北地区的积雪,高山台地的覆冰和雷击等都是影响光伏发电系统安全运行的关键气象环境因素。
对于光伏发电就敏感气象要素预测而言,大气温度是影响太阳电池转换效率的重要气象因素之一。根据实验室测定,对于一般的晶体硅太阳电池,在标准测试温度(25℃)以上,温度每升高1℃,太阳电池的转换效率下降0.35-0.5%。我国太阳能资源丰富的地区往往气温较高,例如西北荒漠地区夏季地表气温经常达到60℃以上,这将导致太阳电池的转换效率大幅下降。
我国气候特征多样,不同地区灾害性、转折性天气系统也不尽相同,准确及时的预测、预报、预警信息气象服务,对于光伏电站的运营具有重要意义。
