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云彩對太陽能發(fā)電的影響

發(fā)布時間:2012-2-20 23:52    發(fā)布者:1770309616

  美國能源部(DOE)國家可再生能源實驗室(NREL)生產(chǎn)并提供了豐富的數(shù)據(jù)集,用以說明,云彩經(jīng)過太陽能發(fā)電裝置時,每秒鐘都會發(fā)生什么。
  17個測量站靠近夏威夷檀香山國際機場,就在瓦胡島(Oahu)上,收集數(shù)據(jù)都是間隔1秒,全年進行收集。
  對這一數(shù)據(jù)集產(chǎn)生極大興趣的,是公用事業(yè)機構,大型光伏(PV)系統(tǒng)開發(fā)人員,氣象預報,系統(tǒng)操作員,實驗室和大學。
  因為理解云的陰影經(jīng)過大型光伏發(fā)電系統(tǒng)時的特點,所以,公用事業(yè)機構的官員可以制定策略,更好地管理這些波動,使電網(wǎng)不會受到不利影響。
  可靠的太陽光,每一天都照在地球上,同樣可靠的是,云每一天都會經(jīng)過,遮蔽植物群和動物群、建筑物及山脈,不管怎樣都是這樣。
  這些云層經(jīng)過太陽和大型太陽能裝置之間的時候,會發(fā)生什么呢?在把太陽光子轉(zhuǎn)換成電子發(fā)電的效率上,損失了多少?
  直到最近之前,這些問題在很大程度上是沒有答案的。
  能源部資助的這項研究,是由國家可再生能源實驗室進行的,這項研究支持的夏威夷清潔能源規(guī)劃(HCEI:Hawaii Clean Energy Initiative),是一個多方面的方案,可以大幅提高夏威夷可再生能源的利用。這項研究還包括通用電氣公司(General Electric),夏威夷電力公司(Hawaiian Electric Company)和夏威夷國家能源研究所(Hawaiian National Energy Institute)。
  這一信息隨后可以用來預測,中型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)每1秒間隔的光伏輸出可能是多少。
  所收集的數(shù)據(jù),“讓我們可以建立一個太陽能監(jiān)測網(wǎng)絡,精確模擬云究竟如何影響大型光伏發(fā)電系統(tǒng),”國家再生能源實驗室資深科學家大衛(wèi)•任納(David Renne)說。“這種時間同步數(shù)據(jù)是獨一無二的。所有17個站每秒進行的測量,都完全是在相同時間。這使得這一陣列可以“看到”云經(jīng)過,并模擬光伏系統(tǒng)的可能行為。”
  “17個測量站的每一個,測量的太陽能都是在太陽的可見光譜,是測量這些光譜到達地面水平表面時的情形,”任納說。國家再生能源實驗室太陽能輻射研究實驗室的研究人員,設計了這種設備,從而可以使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),在17座測量站每秒進行并發(fā)測量。
  “數(shù)據(jù)每一秒都必須收集,因為光伏發(fā)電系統(tǒng)對陰影的反應非常迅速,”任納說。“我們必須確保真正獲得詳細的波動特征,”這就是光伏輸出的陡降和驟升,原因是浮云等因素。
  任納指出,該數(shù)據(jù)集可以模擬高達30兆瓦的公用事業(yè)級系統(tǒng)。“云可以在很短時間內(nèi)導致相當顯著的上升或下降。”任納說,因為太陽能發(fā)電成了能源結構中更大的一部分,所以,這些跳躍可以導致電網(wǎng)的波動,這些波動如果不減輕,就會引起浪涌、波動,以及公用事業(yè)運營商頭疼的問題。
  儲存太陽能所產(chǎn)生的電力,是處理這些波動一種方式。另一種是利用基礎設施和軟件包來穩(wěn)定電網(wǎng)。
  “如果他們有良好的云模式統(tǒng)計信息,他們就可以設計一些系統(tǒng),把它們連接在一起,沿著一定的方向,盡量減少云經(jīng)過時的影響,并抑制這些波動,”任納說。
  一個新的見解是,因為非常大的太陽能電池板陣列會有一種平滑的波動,相對比的是大幅上升和下降,這種情況可能發(fā)生,是因為云經(jīng)過一個單一的電池板或小型屋頂陣列。
  太陽能發(fā)電是特別有用的,在炎熱的夏天,對空調(diào)的需求是最高的。也是在這個時候,太陽最耀眼,太陽能電池板處在產(chǎn)能高峰期。(作者:熔桓)

來源:價值中國
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