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輻射數(shù)據(jù) 光熱發(fā)電走向未來(lái)的基石
發(fā)布者:本網(wǎng)記者shixinchen | 來(lái)源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 8281查看 | 2014-05-26 15:03:00    
  CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道:眾所周知,翔實(shí)精確的太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)對(duì)光熱發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的可行性研究和經(jīng)濟(jì)性分析至關(guān)重要,這是確保光熱電站的科學(xué)化設(shè)計(jì)和融資可行性的關(guān)鍵影響因素,也是進(jìn)行光熱發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的必要前提。

  那么,目前國(guó)內(nèi)太陽(yáng)輻射觀測(cè)系統(tǒng)是否完善,中國(guó)太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)庫(kù)尤其是對(duì)光熱電站更加重要的DNI(法向直接輻射)數(shù)據(jù)庫(kù)是否能夠滿足國(guó)內(nèi)不斷發(fā)展的太陽(yáng)能光熱發(fā)電行業(yè)的需要呢?帶著這些疑問(wèn),CSPPLAZA記者日前對(duì)國(guó)內(nèi)一些知名太陽(yáng)輻射設(shè)備的銷售商以及從事光學(xué)檢測(cè)的專家進(jìn)行了走訪。

精確的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)的重要性

  中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所研究員魏秀東告訴CSPPLAZA記者,從投資角度考慮,一個(gè)地區(qū)的直射太陽(yáng)輻射量決定了這個(gè)地區(qū)是否適合投資建設(shè)光熱電站,輻射資源豐富,投資建光熱電站才有可能獲得收益;從技術(shù)角度,需要根據(jù)實(shí)測(cè)的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù),進(jìn)行電站的前期設(shè)計(jì)。

  北京瑞科同創(chuàng)能源科技有限公司副總經(jīng)理宋軍也對(duì)CSPPLAZA記者表達(dá)了類似的觀點(diǎn),宋軍表示:“作為光熱電站項(xiàng)目前期考察的重要依據(jù),DNI數(shù)據(jù)的不足會(huì)嚴(yán)重影響光熱電站項(xiàng)目的整體評(píng)估,如電站選址、功率計(jì)算、設(shè)備選型、收益計(jì)算等,最終可能會(huì)影響光熱電站的投入使用、正常運(yùn)行和投資回收?!?/div>

  采訪過(guò)程中CSPPLAZA記者了解到,精確的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)不僅在光熱發(fā)電項(xiàng)目的前期對(duì)項(xiàng)目的整體評(píng)估具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義,在電站投運(yùn)后還會(huì)為電站是否正常運(yùn)行提供參考依據(jù),比如我們可以將根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)推算的理論產(chǎn)電量與實(shí)際產(chǎn)電量進(jìn)行對(duì)比來(lái)判斷電站是否正常運(yùn)行。另外,我們還可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)推算結(jié)果來(lái)向電力部門(mén)報(bào)告預(yù)計(jì)上網(wǎng)電量?!?/div>
 
  對(duì)精確的DNI數(shù)據(jù)的重要性認(rèn)識(shí)不足會(huì)產(chǎn)生一些重大的負(fù)面影響:如在阿聯(lián)酋和印度,我們已經(jīng)可以看到一些事實(shí)性案例。對(duì)DNI的預(yù)估與現(xiàn)實(shí)的DNI數(shù)據(jù)的差距導(dǎo)致了項(xiàng)目未能實(shí)現(xiàn)預(yù)期收益,還拖延了項(xiàng)目工期。阿聯(lián)酋100MW的Shams1光熱電站曾因?qū)NI的數(shù)據(jù)預(yù)估不準(zhǔn)確造成了項(xiàng)目地的重新選址和相關(guān)設(shè)備的重新招標(biāo),其預(yù)估的DNI與實(shí)際的DNI偏差高達(dá)10%~15%。這也導(dǎo)致了Shams1電站中途停工一年多。另外,印度尼赫魯國(guó)家太陽(yáng)能計(jì)劃第一階段多個(gè)項(xiàng)目的延期也與DNI數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確有很大關(guān)系,印度各項(xiàng)目預(yù)估的DNI數(shù)據(jù)要比實(shí)際的DNI數(shù)據(jù)高15%~25%,DNI數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致前期的設(shè)計(jì)方案需要大規(guī)模修正,項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性需要重新考量,相關(guān)的設(shè)備采購(gòu)指標(biāo)也需要重新進(jìn)行核定,這浪費(fèi)了大量時(shí)間。

國(guó)內(nèi)獲取太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)的三個(gè)途徑

  據(jù)CSPPLAZA記者了解,目前國(guó)內(nèi)光熱電站開(kāi)發(fā)商獲取太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)的渠道一般有三種:

  一是從美國(guó)NASA提供的免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)里了解自己所建電站區(qū)域的輻射數(shù)據(jù),但僅依靠這些公開(kāi)的輻射數(shù)據(jù)對(duì)于電站設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的;

  二是從國(guó)家氣象局獲取電站擬建地點(diǎn)的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù),但據(jù)CSPPLAZA記者了解,國(guó)內(nèi)氣象站的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)是需要付費(fèi)的,企業(yè)要想獲取一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)10年以內(nèi)的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)大概需要十幾萬(wàn)元,而且在精確度和完整度方面還不一定能達(dá)到電站設(shè)計(jì)的要求;

  第三種渠道即開(kāi)發(fā)商自己購(gòu)買太陽(yáng)能輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備在項(xiàng)目地進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè),這樣的方式可以獲得更接近實(shí)際的真實(shí)數(shù)據(jù),但卻需要開(kāi)發(fā)商自己投建測(cè)光站,并進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)一年的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì),對(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)而言,時(shí)間成本過(guò)高。

  但由于目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的、公開(kāi)的、精確的輻照數(shù)據(jù)庫(kù)支持,國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商普遍采用第三種辦法或者第一、三種辦法結(jié)合使用來(lái)測(cè)光。

落后的國(guó)內(nèi)輻照數(shù)據(jù)信息

  為何國(guó)內(nèi)可以指導(dǎo)光熱發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的DNI數(shù)據(jù)信息嚴(yán)重不足?經(jīng)過(guò)走訪,CSPPLAZA認(rèn)為有以下幾方面原因:

  第一,中國(guó)氣象局的太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)比較薄弱,中國(guó)這么大的區(qū)域,共有太陽(yáng)輻射觀測(cè)站98個(gè),其中能觀測(cè)直接輻射數(shù)據(jù)的只有17個(gè)。而且這些輻射站成立的時(shí)間早在20世紀(jì)50年代末,早已無(wú)法滿足當(dāng)前光熱發(fā)電行業(yè)的需求。瑞士一個(gè)國(guó)土面積僅4萬(wàn)多平方公里的小國(guó),有80個(gè)測(cè)光站。沙特從2012年5月份正式發(fā)布太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)劃,但僅僅到2013年年底就已完成建設(shè)43個(gè)實(shí)地輻射站,并建立了公開(kāi)的數(shù)據(jù)檢索網(wǎng)站。而按照其規(guī)劃,其未來(lái)將逐步擴(kuò)充輻射站站點(diǎn)至150個(gè)。美國(guó)國(guó)土面積與我國(guó)相近,但其用于觀測(cè)太陽(yáng)能輻照的氣象站數(shù)量是我國(guó)的2.4倍,另外,NREL和美國(guó)國(guó)家氣候數(shù)據(jù)中心NCDC還共同建立了國(guó)家太陽(yáng)能輻照數(shù)據(jù)庫(kù),總計(jì)包括1991年~2005年建立起的1454個(gè)輻射站,有效指導(dǎo)了美國(guó)太陽(yáng)能電站項(xiàng)目的選址開(kāi)發(fā)。另外,目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)輻射站的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)仍比較欠缺。

  第二,國(guó)外很多國(guó)家的氣象數(shù)據(jù)庫(kù)是免費(fèi)提供給企業(yè)使用的,但國(guó)內(nèi)不但數(shù)據(jù)缺乏,而且還需支付比較高額的費(fèi)用。在國(guó)內(nèi)對(duì)于任何一個(gè)光熱電站,開(kāi)發(fā)商要對(duì)自己和投資方負(fù)責(zé),都必須在項(xiàng)目預(yù)選地自己安裝測(cè)光站,進(jìn)行至少半年以上的實(shí)際輻照數(shù)據(jù)搜集。僅依靠美國(guó)NASA的公開(kāi)數(shù)據(jù)和我國(guó)各地氣象站提供的數(shù)據(jù)資料并不足以指導(dǎo)光熱電站的項(xiàng)目選址。

  第三,由于保護(hù)本土產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,政府方面之前對(duì)于氣象站的設(shè)備采購(gòu)較多地選擇國(guó)產(chǎn)設(shè)備,但國(guó)產(chǎn)輻射強(qiáng)度計(jì)的質(zhì)量參差不齊,造成我國(guó)氣象監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性令人懷疑。據(jù)了解,目前這一現(xiàn)象有所好轉(zhuǎn)?! ?/div>

  第四,國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商對(duì)于DNI監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不夠重視,對(duì)于DNI數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)、匯總、分析和計(jì)算工作做得不夠到位。有時(shí)個(gè)別國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電項(xiàng)目的決策人僅憑美國(guó)NASA的公開(kāi)數(shù)據(jù)就確定了項(xiàng)目的選址,這是十分倉(cāng)促和不科學(xué)的。

國(guó)內(nèi)輻照數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)應(yīng)如何發(fā)展?

  談到國(guó)內(nèi)太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)的未來(lái)發(fā)展,魏秀東對(duì)CSPPLAZA記者表達(dá)了自己的看法,他建議氣象局應(yīng)該將太陽(yáng)直射輻射數(shù)據(jù)更多地納入觀測(cè)范圍并在太陽(yáng)輻射資源相對(duì)比較豐富的地區(qū)盡早健全太陽(yáng)直射輻射采集系統(tǒng),為未來(lái)建設(shè)光熱電站積累必要的數(shù)據(jù)。最好能夠像美國(guó)那樣建立起數(shù)據(jù)庫(kù),免費(fèi)提供給擬在該地區(qū)建設(shè)光熱電站的企業(yè)或開(kāi)發(fā)商。開(kāi)發(fā)商可以根據(jù)氣象局提供的數(shù)據(jù),較準(zhǔn)確地判斷該地區(qū)是否適合投資建設(shè)光熱電站。

  宋軍與魏秀東的看法基本一致,他認(rèn)為,鑒于目前國(guó)際能源危機(jī)和中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要,政府應(yīng)該大力推廣輻射觀測(cè)站的建設(shè),建立對(duì)國(guó)內(nèi)光熱電站項(xiàng)目免費(fèi)開(kāi)放的輻照數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí),要盡量向國(guó)際先進(jìn)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí),可以引進(jìn)部分國(guó)外先進(jìn)觀測(cè)設(shè)備并進(jìn)行研發(fā),培養(yǎng)一批氣象監(jiān)測(cè)方面的人才,進(jìn)而提高國(guó)內(nèi)輻射監(jiān)測(cè)的整體水平。

  在此問(wèn)題上,北京北極匯能科技有限公司的一位技術(shù)經(jīng)理提出了一個(gè)設(shè)想,他認(rèn)為,從政府體制方面來(lái)講,中國(guó)暫時(shí)可能還做不到像美國(guó)那樣建立公開(kāi)的太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)庫(kù)為企業(yè)服務(wù)。但目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)或正在建設(shè)很多的光熱示范性項(xiàng)目。一些企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)在太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)方面做了大量的工作,也積累了國(guó)內(nèi)很多地區(qū)的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)都是相關(guān)單位各自投入資金和人力換來(lái)的,所以一般情況下不可能免費(fèi)提供給其它的企業(yè)使用。在此情況下可考慮搭建國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能公司輻射數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)庫(kù),參與這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的企業(yè)可以通過(guò)一定的管理機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這樣就可以避免因重復(fù)建設(shè)造成的資源浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)低成本的數(shù)據(jù)分享。

  北京國(guó)潤(rùn)天能能源控股有限公司目前已經(jīng)在敦煌投建了一座太陽(yáng)能野外實(shí)驗(yàn)站,擁有比較齊全的太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)設(shè)備,而且已經(jīng)擁有一年左右的觀測(cè)數(shù)據(jù)。國(guó)潤(rùn)天能副總經(jīng)理尹環(huán)英此前在接受CSPPLAZA記者采訪時(shí)表示,在輻照數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)上,通過(guò)在敦煌當(dāng)?shù)卦O(shè)立測(cè)光站進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),我們可以獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。這些信息可以用于指導(dǎo)有意在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行太陽(yáng)能電站項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的單位,國(guó)潤(rùn)天能可以以一定的方式與數(shù)據(jù)需求方進(jìn)行一些合作,這樣就可以避免其它企業(yè)自身投建測(cè)光站的額外投入。

  對(duì)于光熱發(fā)電行業(yè)而言,目前國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作顯然做得還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。行業(yè)相關(guān)單位應(yīng)在此問(wèn)題上達(dá)成廣泛共識(shí)并進(jìn)行深入合作,調(diào)動(dòng)政府支持該領(lǐng)域發(fā)展的主動(dòng)性和積極性,共同合作開(kāi)展一些有益于國(guó)內(nèi)太陽(yáng)輻照數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的工作,盡快形成一套全面的精確的輻照監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
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