太阳能资源整体评价专题论证报告

太阳能资源整体评价专题论证报告概述本工程场址位于安顺市经济开发区西秀工业园区内，场址距离安顺市的直线距离约为6.5km。本项目场址区内设立了一座辐射观测站，本次投标收集到安顺NASA测点数据、SolarGIS数据、SAM软件数据以及工业园区内辐射观测站部分月份的辐射观测数据。以下分别对上述四种辐射资料进行分析，以对场区光资源条件作出初步的分析判断。安顺NASA测点数据分析西秀工业区位于安顺市中东部，距离西秀区最近的NASA数据点为安顺测点，其数据对安顺市有一定的代表性。安顺NASA测点地理位置为26°15'0.00"北、105°55'48.00"东。安顺NASA测点距离工程场址直线距离约7.2km。气象站和本工程场址的位置关系如下图所示。安顺NASA测点多年平均气象数据如下表所示。图STYLEREF3\s13.1.2SEQ__图\*ARABIC\s31安顺NASA测点和场址相对位置关系图表STYLEREF3\s13.1.2SEQ__表\*ARABIC\s31NASA测点多年平均气象数据月份空气温度（℃）相对湿度（%）每日的太阳辐射-水平线（度/平方米/日）大气压力（kPa）风速（m/s）土地温度（℃）1月2.585.1%2.4486.32.04.12月4.880.7%3.0286.12.36.73月9.573.6%3.8085.92.511.94月14.771.5%4.5785.72.517.15月17.675.6%4.4085.62.219.66月19.781.2%4.2485.42.021.27月21.081.2%4.4885.32.022.48月20.581.5%4.3785.51.821.99月17.780.4%3.6986.02.019.410月13.084.4%2.7786.32.014.411月8.984.6%2.6686.42.010.312月4.186.0%2.3786.52.05.7平均12.980.5%3.5785.92.114.6根据多年辐射观测成果，得到安顺NASA测点逐月每日太阳辐射变化直方图如图所示。图STYLEREF3\s13.1.2SEQ__图\*ARABIC\s32安顺NASA测点逐月每日太阳辐射变化直方图SolarGIS辐射数据分析本次投标收集到了本工程场区规划范围内的SolarGIS辐射数据。场区规划范围内的SolarGIS数据点辐射资料见REF_Ref9538718\h表13.1.31及REF_Ref9538814\h图13.1.31。表STYLEREF3\s13.1.3SEQ__表\*ARABIC\s31场址SolarGIS位置点辐射数据表月份平均每天全球水平总辐射(kWh/m2)平均每月全球水平总辐射(kWh/m2)平均每天水平散射值(kWh/m2)平均每月水平散射值(kWh/m2)平均每天标准直接辐射值(kWh/m2)平均每月标准直接辐射值(kWh/m2)平均气温（℃）11.69521.19370.89283.722.62731.55431.69475.933.231002.16671.42449.743.761132.41721.675014.554.121282.58801.895917.063.641092.56771.354119.074.341352.77862.006220.184.691452.75852.527819.993.651102.25681.935817.6102.73851.78551.444513.6112.37711.53461.47449.7121.67521.16360.93295.7全年3.2111732.067521.6058513.1图STYLEREF3\s13.1.3SEQ__图\*ARABIC\s31SolarGIS辐射数据年内变化图由REF_Ref9538718\h表13.1.31可知，SolarGIS数据点年均水平面总辐射4222.8MJ/m2。由REF_Ref9538814\h图13.1.31可知，SolarGIS数据点多年年内太阳总辐射变化呈现1～5月逐渐增大，8～12月逐渐减小的趋势，从5月到6月迅速减小，辐射最大月为8月，最小月为1月和12月。SAM软件计算辐射数据分析本次投标使用SAM软件对本项目场区规划范围内某点（26°17'52.62"北,105°58'38.34"东）的辐射数据做了计算。SAM软件计算得到的辐射数据见REF_Ref9538914\h表13.1.41。表STYLEREF3\s13.1.4SEQ__表\*ARABIC\s31场址取点位置SAM辐射数据表月份平均每月全球水平总辐射(kWh/m2)平均每月水平散射值(kWh/m2)平均每月标准直接辐射值(kWh/m2)平均气温（℃）1月4527334.72月97124437.93月83435311.74月97635516.25月1134678196月106387720.97月126638022.48月134887321.89月109746019.810月84753915.611月69474411.212月83105436.5全年114679368014.8对该场址模拟采用的三个最近气象站分别为贵阳气象站（77km）、攀枝花气象站（428km）、攀枝花气象站C（390km）。三个气象站为有辐射观测的气象站。根据上表，得到多年逐月平均总辐射，如下图所示。图STYLEREF3\s13.1.4SEQ__图\*ARABIC\s31SAM数据模拟场址多年逐月太阳总辐射变化直方图SAM软件计算出的辐射数据时间段为1990～2010年，软件依据距离场址纬度最接近的具有辐射观测数据的进行模拟计算，最终得出场区内SAM位置点的年均水平面总辐射值为4125.6MJ/m2。测光站实测数据2017年9月，投资方在西秀工业园区内装设了一座测光站。测光站设有风速、风向、气温、气压、湿度、辐照度、日照时数传感器。目前已收集到了2017年9月-2018年9月部分时间段的测光数据，测光站基本情况及设备配置分别如图表所示。图STYLEREF3\s13.1.5SEQ__图\*ARABIC\s31测光站位置示意图表STYLEREF3\s13.1.5SEQ__表\*ARABIC\s31测光塔设备配置表序号内容单位1水平面总辐射W/m22水平面散射辐射W/m23日照时数H4温度℃5气压Kpa6湿度%7风速m/s8风向°表STYLEREF3\s13.1.5SEQ__表\*ARABIC\s32测光站2017年9月-2018年9月测光结果测量要素及高度实测总辐射-10m单位MJ/m2开始时间2017/9/122017-09261.212017-10276.272017-11253.262017-12198.762018-01154.182018-022018-03282.172018-042018-05463.462018-06375.522018-07517.002018-082018-09累加值收到测光数据后，我院对测光的原始数据进行了详细分析，发现测光数据缺测较多，缺测总量达到2个半月以上，故测光站数据本阶段仅作为参考。不同辐射数据资料比较本报告选取场址区SolarGIS数据、SAM数据、NASA数据、测光站2017年10月~2018年9月的辐射数据进行比较。结果比较见REF_Ref9539614\h表13.1.61和REF_Ref9539712\h图13.1.61。表STYLEREF3\s13.1.6SEQ__表\*ARABIC\s31本工程辐射数据对比表（单位：MJ/m2·a）月份水平总辐射值（MJ/m2）NASA数据SolarGIS数据SAM模拟数据测光站数据1月272.3188.6162154.182月304.4264.1349.23月424.1360.5298.8282.174月493.6406.1349.25月491459.8406.8463.466月457.9393.1381.6375.527月500484.3453.6517.008月487.7523.4482.49月398.5394.2392.410月309.1304.7302.4276.2711月287.3256248.4253.2612月264.5186.4298.8198.76合计4690.44221.24125.6图STYLEREF3\s13.1.6SEQ__图\*ARABIC\s31本工程不同数据来源总辐射变化趋势对比图从上表中的对比可以看出：1）测光站数据缺测较多，不能反映项目区一年的辐射数据变化情况；2）NASA数据、SolarGIS数据、SAM数据的全年逐月水平总辐射值变化趋势基本一致。3）NASA数据、SolarGIS数据、SAM数据年内变化均比较平稳，最大值月与最下值月相差均较小。4）除测光站数据外，其余三组数据的水平总辐射值相差较大，年平均总辐射值从大到小依次为NASA数据、SolarGIS数据，SAM数据。本工程投标阶段采用辐射数据推荐分析四组数据可知，测光站的测光原始数据缺测较多，测光的代表性不好；且测光站测光时间较短，未满一个完整年，无法反映项目区一年的辐射变化情况，本阶段作为参考。除测光站数据外，其余三组数据均为多年平均辐射数据，且三组数据的模拟精度在不同地区精度不同。SolarGIS软件使用卫星数据、气象站数据以及GIS信息进行计算分析，根据我院工程经验，在大部分地区精度较高；SAM的模拟数据主要依据有辐射观测的气象站，其精度受气象站覆盖密度的影响；评估数据同样依赖有辐射观测的气象站，其准确性受气象站覆盖密度的影响；NASA数据分辨率较低，在我国大部分地区其值偏高。SAM数据采用的气象站距离场址直线距离分别为77km，428km，390km，距离均较远，其总辐射不确定系数为8%；本项目SolarGIS数据介于SAM数据和NASA数据之间，因此可取相对保守的SolarGIS数据作为项目场址代表年数据。综合以上分析，辐射数据采用SolarGIS数据（4221.1MJ/m2）作为场址多年平均辐射数据较为准确，并以此作为发电量计算的依据。见表为场址太阳辐射代表年成果。表STYLEREF3\s13.1.7SEQ__表\*ARABIC\s31场址太阳辐射代表年成果表月份代表年数据（MJ/m2）1月188.62月264.13月360.54月406.15月459.86月393.17月484.38月523.49月394.210月304.711月256.012月186.4全年4221.1太阳能资源等级分析根据《太阳能资源评估方法》（QX/T89—2008）给出的划分方法，本光伏电站场址太阳能总辐射为4221.1MJ/m2，据此判定其太阳能资源属于丰富区。表STYLEREF3\s13.1.8SEQ__表\*ARABIC\s31太阳能资源丰富程度等级太阳总辐射年总量资源丰富程度≥1750kW·h/（m2·a）资源最丰富6300MJ/（m2·a）1400~1750kW·h/（m2·a）资源很丰富5040~6300MJ/（m2·a）1050~1400kW·h/（m2·a）资源丰富3780~5040MJ/（m2·a）<1050kW·h/（m2·a）资源一般<3700MJ/（m2·a）稳定度等级《太阳能资源等级总辐射》（GB/T31155—2014）将稳定度（Rw）定义为：总辐射各月平均日辐照量的多年平均值，然后求最小值与最大值之比。并将稳定度（Rw）分为四个等级：稳定、较稳定、一般以及不稳定。表STYLEREF3\s13.1.9SEQ__表\*ARABIC\s31稳定度等级表稳定度等级值域很稳定Rw≥0.47稳定0.36≤Rw<0.47一般0.28≤Rw<0.36欠稳定Rw<0.28本项目所在区域太阳总辐射最小月与最大月之比为0.356，据表可判定本项目太阳能资源稳定度属于一般级别。特殊气象条件对工程影响的分析安顺气象站其观测资料对项目区域有较好的代表性。安顺气象站1981～2010年的多年气象特征值如下表所示：表STYLEREF3\s13.1.10SEQ__表\*ARABIC\s31安顺气象站气象要素统计表（1981-2010年）月序1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月累年月平均本站气压（100pa）863.2861.6859.9858.9858.2855.9855.4857.2861.2864.3865.2865.4累年月平均气温（℃）4.55.810.21518.420.7222219.215.111.16.6累年月平均最高气温（℃）7.89.414.819.722.824.52626.423.418.614.710.3累年月平均最低气温（℃）2.43.47.111.815.11819.418.916.212.78.54累年月平均相对湿度（%）848479777780817878818180累年20-20时平均月降水量（mm）23.526.433.865.7185.2302.3251.1191.21129744.416.3累年月最多降水量（mm）59.475.370.3142350.4545.6696.2352.7251.6157.980.642