注：RD表示年直射比，计算RD时，首先计算水平面直接辐射和总辐射年辐 照量的多年平均值（一般取30年平均），然后求二者之比。
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一、太阳能资源评价
稳定程度：稳定度等级（即将发布新国标）
等级 很稳定 稳定 一般 欠稳定 等级符号 A B C D 分级阈值 Rw≥0.47 0.37≤ Rw <0.47 0.28≤ Rw <0.36 Rw<0.28
20
80 90 100 110 120 130
0.25 0.20
70
80
90
100
110
120
130
50
直接辐射（kWh/m2）
50
日照时数（h）
1300
40
1200 1100 1000 900
40
3300 3000 2700 2400
1 9 7 8 ~ 2 0 0 7
30
800 700 600 500 400 300 200
7,790 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
7,800
倾斜面上的总辐射量（MJ/m2）
角度 36° 最佳倾角 差值
模型计算 PVSystem RETScreen 7680.93 7681.39 0.006% 7812.30 7815.60 0.042% 7790.72 7795.76 0.065%
注：Rw表示太阳总辐射稳定度，计算Rw时，首先计 算多年平均（一般取30年平均）的总辐射各月平均 日辐照量，然后求最小值与最大值之比。
月总辐射量日均值（MJ/m ）
2
Rw=0.373 23.64
25
20
15
8.82
10
5
右图：总辐射月总量日均值月际变化图
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
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12
一、太阳能资源评价
影响太阳能资源的因素
天文因素 地理因素 气象环境因素
太阳常数（1367W/m2）、日地距离、太阳赤 纬角、太阳高度角、太阳方位角、时角 纬度、经度、海拔高度、地形、地表反射率 云量、气溶胶、水汽、臭氧、空气分子、沙 尘、雾霾
气象环境的差异是造成太阳能资源局地性差异的关键！
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一、太阳能资源评价
基本气象参数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 名称 年平均气温 极端最低气温 极端最高气温 平均风速 极大风速 大风日数 年平均降水量 年平均蒸发量 沙尘暴日数 扬沙日数 冰雹日数 雷暴日数 最大积雪深度 标准冻土深度 说明 1）温度造成系统效率的折减； 2）光伏组件串并联方案设计时，要考虑极端温度； 3）极端温度在电气设备的工作温度范围内。 基础设计时考虑风荷载
考虑灰尘遮挡折减；清洗方案。 防雷设计 基础设计时考虑雪荷载；下沿离地高度 基础设计时考虑基础深度
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二、发电量计算
第18页
二、发电量计算
L ——光伏电站年发电量；
发电量计算：L = W×H×η
W——光伏电站装机容量； H —— 年峰值小时数； η—— 光伏电站系统总效率；
峰值小时数
一般气象站观测数据为“水平面总辐射量”。 计算发电量时，要考虑“光伏组件上接收的总辐射量（倾斜面上的辐射量）” 峰值小时数 = 倾斜面上总辐射量/标准太阳辐射强度(1000W/m2)
5月20日 多云
分析： 晴天---跟踪比固定发电效率提高20-40%； 多云---单双轴跟踪相差不多； 阴天---跟踪与固定差异不大。
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二、发电量计算
跟踪式能大幅提高发电量，但较少采用的原因： 性价比。固定式支架5毛，约占总造价6%；跟踪式能占到20~30% 技术成熟度低，运行不稳定，尤其在风沙大的西部； 固定可调式
RETScreen（独立电站）
PVSystem
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二、发电量计算
7,685
倾斜面上的总辐射量（MJ/m2）
7,680
倾斜面上的总辐射量（MJ/m2）
36 37 38 39 40 41
模型计算
7,675
7,815
7,810
7,805
7,670
7,800
7,665
7,795
7,660 32 33 34 35

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二、发电量计算
相对于最佳倾角： 三种角度（每年调节3次），可提高发电量6.2%； 15°和36°（每年调节1次），可提高发电量2.9%； 55°和36°（每年调节1次），可提高发电量1.6%；
第28页
二、发电量计算
Klein.S.A和Theilacker.J.K的 天空异向模型 固定式的“倾斜面上 辐射量“计算
第22页
二、发电量计算
美国凤凰城气象站提供的10年平均太阳辐射资料——王斯成提供
14.0 辐射量 (kWh/m2/ 天 ) 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 水平面 固定倾纬度角 单轴水平跟踪 双轴全跟踪
月份
第23页
二、发电量计算
7,790
7,780
7,770
7,760
7,750 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
第30页
二、发电量计算
几点经验： 1）最佳倾角接近于当地纬度； 2）在最佳倾角附近，倾斜面上总辐射量相差很小。 3）RETScreen最早用于独立式，所以最佳倾角一般较高。 4）直射比较高时，倾角相对较大；散射比例高时，倾角相对较小。 若： K = 倾斜面上总辐射量/水平面上总辐射量 则： 纬度越低， K值越小； 纬度越高， K值越大。 因此，相同的水平面总辐射量，纬度较高地区的发电量更大。
CMA太阳辐射数据库1（实测数据）
按需使用； 实测优先； 数据质量评估； 多来源数据配合使用。
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CWERA太阳能资源评估数据库2（气候学方法推算） CWERA太阳能资源评估数据库3（卫星数据） 中国太阳能资源详查数据库（筹建中）
一、太阳能资源评价
1）卫星数据（NASA、Meteonorm）——选址阶段 2）气象站实测数据——规划、项目建议书、可研 3）项目现场实测数据——可研、运行期、后评估
第 8页
50
总辐射（kWh/m2）
一、资源情况介绍 一、资源情况介绍直射比
50
0.70
40
2000 1900 1800 1700
40
0.65 0.60 0.55 0.50
30
1600 1500 1400 1300 1200
30
0.45 0.40 0.35 0.30
20 70
1100 1000 900
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二、发电量计算
L = W×H×η
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项 目
温度造成的年平均损失 光伏组件匹配造成的损失 灰尘/积雪造成的损失、遮挡造成的损失 不可利用的太阳能辐射损失等 直流线路造成的损失 逆变器直流~交流转换效率损失 箱式变压器升压效率损失 交流线路造成的损失 系统维修及故障造成的损失
30
2100 1800 1500
20 70
20
1200 900
9/44
80 90 100 110 120 130
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80
90
100
110
120
130
70
一、太阳能资源评价
太阳能资源数据来源 卫星数据 实测数据 推算数据 1、辐射观测站实测的辐射数据 1）数据时间长；2）准确性高 3）点比较少 3、已建光伏电站实测的辐射数据 1）点比较多 2）数据时间短； 3）准确性需要考证
卫星观测数据
卫星遥感观测数据考虑了各种气象环境因素（云量、臭氧、 气溶胶、水汽、地形）对辐射传输过程的影响后的结果
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一、太阳能资源评价
气候学推算数据
经验模型使用方便，误差可以控制； 在地面观测较多、地形、环境条件单 一的地区，精度较高。 依赖地面观测，在空间连续性方面存 在明显的不足；
VS
卫星观测数据
为解决空间连续性问题提供
了可能，但卫星资料的精准度存在 不足； 对于地形复杂、大气环境局地 性较强、地面观测站稀少的地区而 言，采用卫星数据是较好的选择。
在站点稀少、地形复杂、大气环境
局地性强的地区适用性不强。
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一、太阳能资源评价
地面观测数据 世界气象组织（WMO） 世界辐射数据中心（WRDC） 全球能量平衡档案（GEBA） 基准地表辐射观测网络（BSRN） 国际日照观测计划（IDMP） 卫星数据 NASA 全球气象数据库——Meteonorm 地表气象和太阳能（SSE）数据集 HelioClim数据集 欧洲日照及辐射数据库（Satel-Light） SOLEMI（solar energy mining）数据 再分析资料（ NCEP /ECMWF ） 中国太阳能资源数据
光伏电站资源分析 发电量计算与预期收益
王淑娟
深圳 2014年6月
主要内容
1
太阳能资源评价 发电量计算 项目收益估算
2
4
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一、太阳能资源评价
第 2页
一、太阳能资源评价
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一、太阳能资源评价
太阳能资源评估：1）丰富程度； 2）稳定程度 丰富程度：以太阳总辐射的年总量为指标（QX/T89-2008）
1 kWh/ m2 = 3.6 MJ/ m2 （国内气象站单位） （国际单位）
第 4页
一、太阳能资源评价
其中， 直接辐射量 太阳能发电主要靠“直接辐射” 直接辐射量/总辐射量=直射比 总辐射量 散射辐射量
反射辐射量