100MWp光伏发电项目太阳能资源评估报告.docx

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1、XX省XX市XX县XX镇XOOMW光伏项目太阳能资源评估报告XXXXX风能太阳能资源中心二。二X年七月报告编制单位简介XXXXX风能太阳能资源中心（XXXXX公共气象服务中心）（以下简称中心庄要依托XXXXX的基本业务体系面向能源电力行业开展风能太阳能资源评估、发电功率预测、气象风险评估、气象灾害预警等与风能太阳能开发利用及电网安全相关的专业气象服务。中心以“实现人与自然和谐相处”为理想，以“打造中国能源气象领域第一科技服务品牌”为目标，坚持以需求为导向，以服务为根本，以创新促发展，以“专注、创新、合作、共赢”为经营理念，以“为能源行业提供无微不至、无所不在的专业气象服务”为经营宗旨，充分利用

2、XXXXX的业务、科研、人才和组织优势,全面提升核心竞争力，保持服务水平和原创能力的领先地位，为应对气候变化、促进能源行业的持续繁荣贡献力量。中心拥有一批能源气象领域的高端人才，核心团队有高级职称专家16人，博士13人，人才结构完善，专业配置合理，既有天气学、气候学、大气边界层、大气辐射、大气数值模拟等领域的气象专家，也有软件工程、系统工程、项目管理等领域的系统开发和管理专家。在核心团队外围有一个由XXXXX公共气象服务中心、中央气象台、XXXXX数值天气预报中心、国家气象信息中心、国家卫星气象中心、国家气候中心、XXXXX气象探测中心、各省（区、市）气象局及各县气象台站组成的覆盖全国的气象技

3、术支撑体系和客户服务网络体系。XX省XX市XX县XX镇100MW光伏项目太阳能资源评估报告委托单位：XXXXX能源科技有限公司承担单位：XXXXX风能太阳能资源中心单位负责人：XXX（主任）项目批准：XXX（副主任）报告审核：XXX（正研级高工）项目负责人：XX（高级工程师）参加人员：XX（助理工程师）XX（高级工程师）XXX（高级工程师）目录第一章项目概况1第二章编制依据32.1 政策依据32.2 技术标准与规范3第三章基本气候特征及太阳能资源分布53.1 基本气候特征53.2 区域太阳能资源分布5第四章参证气象站选取与数据来源74.1 参证站选取74.2 参证站基本情况94.3 数据使用情

4、况及来源错误!未定义书签。第五章水平面太阳能资源错误!未定义书签。5.1 计算方法与检验错误!未定义书签。5.2 日照时数和日照百分率错误!未定义书签。5.3 项目所在地太阳能资源订正错误!未定义书签。5.4 太阳能资源年际变化错误!未定义书签。5.5 代表年太阳能资源及其年变化错误!未定义书签。5.6 日最大辐照度年变化错误!未定义书签。5.7 太阳能资源日变化错误!未定义书签。5.8 太阳能资源等级评价错误!未定义书签。第六章倾斜面太阳能资源错误!未定义书签。6.1 计算方法错误!未定义书签。6.2 固定式倾斜面太阳能资源错误!未定义书签。6.3 固定可调式倾斜面太阳能资源错误!未定义书签

5、。第七章发电量估算错误!未定义书签。7.1 固定式发电量估算错误!未定义书签。7.2 半年调节式发电量估算错误!未定义书签。第八章光伏发电高影响气象因素分析错误!未定义书签。8.1 基本气象要素错误!未定义书签。8.2 高温天气影响分析错误!未定义书签。8.3 沙尘天气影响分析错误!未定义书签。8.4 大风天气影响分析错误!未定义书签。8.5 雷暴灾害影响分析错误!未定义书签。8.6 积雪影响分析错误!未定义书签。8.7 其它灾害性天气影响分析错误!未定义书签。8.8 气象因素影响光伏发电小结错误!未定义书签。第九章主要结论与建议错误!未定义书签。第一章项目概况XX省XX市XX县XX镇100M

6、W光伏项目拟选场址位于XX县境内，距XX县城约Iokm,距XX市区约25km。光伏发电项目规划装机100MWP,项目中心位置为东经114。6，11.53”,北纬36。311.9,海拔高程216m左右，邻近301省道（图1.1）,地势开阔，略有起伏（图1.2和图1.3）o经测算，该地区年水平面总辐射年辐照量1328.3kWhm2,太阳能资源属于我国C类“丰富”；光伏电站按照固定式设计时，最佳倾角为31度，相应的总辐射年辐照量为1473.2kWh/m2；按照半年调节的安装方式设计时，夏半年最佳倾角为11度，冬半年最佳倾角为51度,相应的倾斜面总辐射年辐照量为1535.7kWhm2o图1.1项目站址

7、所在地地理位置示意图（来源于百度地图）图1.2项目站址所在地下垫面示意图（来源于GOogleEarth）图1.3项目现场照片第二章编制依据本报告主要依据以下政策法规、技术标准和规范编制。2.1 政策依据1)中华人民共和国气象法(中华人民共和国主席令第23号)；2)气候可行性论证管理办法(XXXXX令第18号)；3)气象灾害防御条例(中华人民共和国国务院令2010年第570号)。2.2 技术标准与规范1) Solarenergy:Vocabulary.(ISO9488-1999)；太阳能：术语(ISo9488-1999)。2) Solarenergy:Referencesolarspectral

8、irradianceatthegroundatdifferentreceivingconditions.Part1:directnormalandhemisphericalsolarirradianceforairmass1.5.(ISO9845-1-1992)；太阳能：不同接收状况下的地面太阳光谱辐照度参考值。第一部分：大气质量1.5条件下的法向直射与总辐射辐照度(ISo9845-1-1992)o3) Solarenergy:Specificationandclassificationofinstrumentsformeasuringhemisphericalsolaranddirectso

9、larradiation.(ISO9060-1990)；太阳能：总辐射和直接辐射测量仪器分类与指标(ISO9060-1990)o4) Analyticalexpressionfordailysolarprofiles.(IEC61725-2017)；太阳辐射日变化曲线分析表达(IEC61725-2017)。5)太阳能热利用术语(GBT129362007);6)光伏发电站设计规范(GB507972012);7)太阳能发电工程技术标准：光伏发电工程可行性研究报告编制办法(试行)(GD003-2011)；8)建筑物防雷设计规范(GB500572010);9)建筑结构荷载规范(GB50009-2001

10、)；10)太阳能资源评估方法(QXT892008);11)地面气象观测资料质量控制(QX/T118-2010)；12)地面气象观测规范,XXXXX,2023；13)太阳能电站项目选址评估技术指南,XXXXX,2012；14)太阳能资源术语(GBT31163-2014)；15)太阳能资源等级总辐射(GBT31155-2014)；16)太阳能资源测量方法总辐射(GBT31156-2014)o第三章基本气候特征及太阳能资源分布3.1 基本气候特征项目所在地位于XX省XX市XX县XX镇，属XX县境内，距XX县城约IOkm,距XX市区约25km。光伏发电项目规划装机100MWP,项目中心位置为东经114

11、。6，11.53”,北纬36。3，11.9，海拔高程大约216m左右，邻近301省道（图1.1）,地势开阔，略有起伏（图1.2和图1.3）oXX县地势西北高而东南低。西部为太行山余脉，层峦逶迤，沟壑纵横;东部与华北平原相接，广袤无垠，一马平川。最高点在磊口乡的沙帽地i,海拔674米；最低点在瓦店乡的广润陂，海拔54.5米。该地区属暖温带大陆性季风气候，根据项目地附近气象站数据统计，1986-2015年期间年平均气温13.4,年平均相对湿度64%,年平均降水量631.3毫米，年平均日照时数2095.7小时，年日照百分率46.8%03.2 区域太阳能资源分布项目所在地行政上隶属于XX省，该区太阳能

12、资源丰富。图3.1和图3.2给出了XX省30年平均（19812010年）水平面总辐射和日照时数的空间分布。从图中可以看出，全省年总辐射值由中部向南北两边逐渐递减。大部分地区的年总辐射值在120OkWh/n?以上，年日照时数在1800小时以上。本项目站址位于XX市西部，年总辐射量介于1300-1400kWhm2之间，年日照时数超过2000小时，属于XX省范围内太阳能资源条件较好的区域，适宜于建设大规模的光伏发电项目。图3.1XX省1981-2010年水平面总辐射分布图(MJm2)图3.2XX省1981-2010年日照时数分布图第四章参证气象站选取与数据来源4.1参证站选取参证气象站选取包括辐射观

13、测站和常规气象要素观测站两类。根据我国气象部门现有辐射站点分布情况，距离本项目所在地最近的辐射站点是郑州气象站（距离约150km,图4.1上），本报告将其作为辐射参证站。项目所在地附近具备常规要素观测的气象站较多。图4.1（下）是站址周围气象站的分布情况，从图中可以看出，其周围一共有3个气象站（林州、XX和汤阴）可供选择。本报告中从以下几个方面对参证气象站进行比选（如表4.1所示）：1）距离。上述三个备选站参证站与项目地的距离均小于30km,其中林州距离站址最近。2）地形。从地形上看，林州气象站与项目所在地海拔和地形相对接近，海拔落差最小，而汤阴和XX气象站与项目所在的海拔落差大，且均比项目所

14、在地海拔偏低。3）观测环境。林州和XX两个气象站的观测环境评价均为好，观测数据质量较好，而汤阴气象站的观测数据质量一般。因此，从以上三个方面综合考虑，本报告选择林州气象站为项目站址所在地常规气象要素的参证站，并根据该站的日照观测数据推算太阳能资源。表4.1项目站址所在地周边参证气象站环境与气象要素比对比选因素林州汤阴XX距离（km）25.125.326.2海拔高度（m）306.874.362.9地形相近有差异有差异观测环境好一般好图4.1项目所在地周围气象站分布情况，其中郑州气象站具备辐射观测。图中所标数字为各站海拔高度（m）4.2 参证站基本情况(1)林州气象站林州气象站于1956年12月建

15、站，位于XX省XX县内，东经H3o48北纬362,海拔高度306.8米,目前为国家气象观测一般站。林州气象站的常规观测要素有气压、相对湿度、日照、气温、水汽压、天气现象(雷暴、大风、冰雹、雾、沙尘等)、风、云量、蒸发量、冻土、积雪、降水量等，目前无太阳辐射观测。图4.2是林州气象站的观测环境状况，观测场四周Ikm左右为居民区和农田，无高大建筑，Ikm以外为农田。图4.2林州气象站观测环境(2)郑州气象站郑州气象站始建于1954年1月,位于东经113o39z,北纬34o42,海拔高度110.4米，目前为国家气象观测基准站。测站5公里范围内以居民区和农田为主,5公里以远以农田为主。郑州气象站的常规

16、观测要素有气压、相对湿度、日照、气温、水汽压、天气现象(雷暴、大风、冰雹、雾、沙尘等)、风、云量、蒸发量、冻土、积雪、降水量等。郑州气象站自1957年开始就开展水平总辐射观测。目前水平总辐射的观测仪器为TBQ-2型总辐射表。图4.3是郑州气象站的观测环境状况，无高大建筑。图4.3郑州气象站观测环境(3)林州站与郑州站日照时数相关性分析图4.4是林州气象站与郑州气象站1981-2014年的逐年日照时数关系图。从图中可以看出，两站的日照时数变化趋势基本一致，呈现较好的相关关系。尽管郑州站的年日照时数在2023年以后出现下降趋势，但两站的年日照时数的变化趋势比较一致，相关性高达0.65。由此可见，两

17、地的太阳能资源状况相近，在后文中以郑州站的逐日和逐时水平面总辐射反映项目所在地的太阳能资源年变化和日变化具有一定代表性。05000500053 2 2 11郑州年日照时数林州年日照时数1981198519891993199721200520092013年份图4.4林州气象站与郑州气象站19812014年的逐年日照时数变化图4.3 数据使用情况及来源本报告采用的气象观测数据包括两类：常规气象要素和地面太阳辐射。常规气象要素以林州气象站的观测数据为准，包括19862015年的日照时数、日照百分率、风速、风向、温度、湿度、气压、降雨、蒸发、冻土、积雪以及各种天气现象。地面太阳辐射数据以林州气象站基于

18、日照百分率的计算结果以及郑州气象站的实测资料作为分析依据，其中19862015年的逐年、逐月总辐射辐照量以林州气象站的计算结果为准，19862015年的逐日总辐射辐照量、逐时总辐射辐照量和最大辐照度来源于郑州气象站。此外，为挑选并分析典型日的太阳能资源日变化特征，本报告还使用了郑州气象站逐时总云量和能见度数据。以上所有气象观测数据均来源于国家气象信息中心。第五章水平面太阳能资源5.1 计算方法与检验根据太阳能资源评估方法(QX/T89-2008),采用气候学方法计算水平面总辐射和直接辐射。该方法通过气候学原理，利用与太阳辐射有关的其它气候要素(这里选择日照百分率)间接计算到达地面的太阳辐射。本

19、报告中，分别采用以下三个方程计算水平面总辐射、水平面直接辐射和散射辐射：QR=QOQf+a)(1)Db=QO(2s2+b2s)(2)Sdif=Qg-Ob式中Qg、Db和Sdif分别为水平面总辐射、水平面直接辐射和散射辐射;Q)表示天文辐射；S为日照百分率(实照时数与可照时数的比值)；Qi,b和。2,历是经验系数。XXXXX风能太阳能资源中心利用全国122个辐射站(包括曾将开展过辐射观测的站点)自开展辐射观测以来的逐月观测数据，建立水平面总辐射与日照百分率，以及水平面直接辐射与日照百分率的回归方程，得到经验系数而4和血力2,将其在全国进行空间差值，获得任意站点的经验系数，进而利用该站点实测的日照

20、百分率推算逐月水平面总辐射和水平面直接辐射，再将两者相减得到散射辐射。需要说明的是，上述方法只适用于计算各辐射分量的月辐照量和年辐照量，对于光伏发电站设计规范(GB50797-2012)所要求的各辐射分量的日辐照量和小时辐照量（或辐照度），则只能以郑州气象站的实测数据作为参考。5.2 日照时数和日照百分率表5.2是林州气象站近30年（19862015年）日照时数的统计结果，该地区多年平均年日照时数2095.7小时，日照百分率为46.8%,光照充足。表5.3是林州气象站19862015年的逐年日照时数和日照百分率，图5.1和图5.2是相应的年际变化图，从图表中可以看出，该地区绝大部分年份日照时数

21、超过1700小时，日照百分率超过45%。近30年日照时数和日照百分率最小值均出现在2023年，分别为1767.6小时和40%；值得注意的是最近10年的日照时数平均值（2079.8小时）略低于30年平均值（2095.7小时）；而日照百分率平均值与近30年平均值持平，均为46.8%。表5.2林州气象站近30年（19862015年）日照时数（h）和日照百分率（）统计值观测项目统计特征数值发生时间年日照时数平均2095.719862015年最大值2295.81999年最小值1767.62023年年日照百分率46.8%19862015年日照百分率20%的日数106.1d19862015年日照百分率次0%

22、的日数174.7d19862015年表5.3林州气象站19862015年逐年日照时数(小时)和日照百分率(%)年份日照时数(h)日照百分率()年份日照时数(h)日照百分率(%)年份日照时数(h)日照百分率(%)19862224.85019961917.94320062127.54819872178.44920172285.35220072097.54719881967.34419981964.24420082259.75119891992.84519992295.85220092206.35019902094.14720001899.84320102094.34719912190.649200

23、11838.64120111858.14219922290.35220021998.24520121998.34519932232.35020231767.64020132136.84819942256.15120042246.85120142014.94519952160.64920052271.75120152005.145时同(年)图5.1林州气象站日照时数年际变化(小时)Ooooo 5 4 3 2 1 (兴)余 mIirrniIfflHRHirnirwini图5.2林州气象站日照百分率年际变化（）表5.4是林州气象站近30年（19862015年）平均的各月日照时数和日照百分率，图5.3

24、和图5.4是相应的年变化图，从图表中可以看出，该地区36月日照时数最多，平均日总量超过6.8个小时,121月日照时数最少，平均日总量在4.6个小时以下；日照百分率78月较低，低于42%,主要原因在于夏季有一定的阴雨天气，使得实照时数与可照时数的比值较低。表5.4林州气象站近30年（19862015年）平均各月日照时数（小时）和日照百分率（）（日照时数取月平均日总量）月份123456789101112日照时数4.464.945.937.047.626.835.525.565.515.715.144.62日照百分率4445495354473942455151488图5.3林州气象站日照时数年变化（

25、月平均日总量：小时）图5.4林州气象站日照百分率年变化（）5.3 太阳能资源年际变化根据5.1所述计算方法和林州气象站逐年日照时数和日照百分率（表5.3）,计算得到项目所在地19862015年逐年水平面总辐射、直接辐射和散射辐射，数据如表5.5所示，水平面总辐射的年际变化如图5.5所示。从图表中可以看出，近30年水平面总辐射的年际变化总体比较平稳，近30年(19862015年)平均的总辐射值1306.5kWhm2o表5.5林州气象站19862015年逐年水平总辐射、直接辐射和散射辐射(kWh/n?)年份水平总辐射水平直接辐射散射辐射年份水平总辐射水平直接辐射散射辐射19861353.02673

26、.07679.9720011222.41527.51694.9119871329.07641.52687.5520021268.94575.73693.219881265.62565.07700.5820231181.59489.56692.0319891281.52588.22693.3320041363.16670.61692.5619901310.82621.65689.1920051369.79683.03686.7919911340.81665.19675.620061329.08635.91693.1719921371.33694.8676.5420071309.22614.076

27、95.1619931361.38672689.3520081354.64666.15688.4819941364.84684.55680.2820091345.1657.69687.4219951327.92633.96693.9720101297.33606.52690.8219961238.77543.8694.9420111231.68538.59693.1320171379.74709.04670.7320121287.73595.91691.8119981255.92565.03690.8820131313.91625.5688.4219991362.54684.86677.6720

28、141265.55585.67679.920001246.92554.02692.9320151264.27578.37684.67总辐射年倡IIhiIIIIhhIh.I1iIIi.hhIllllllllllllllinillllllllllEozZOZ00NcooN9OEOOZZOoeOooN866一966一I-Z66一066一卷986一Ooooooooo6040加00sa642aIA(Z三I11二竺.牟投4*三0ZOOCOo02累1966一道&06618旗一986一散射辐射年值rmrmIr8007006005004003002001000图5.5林州气象站水平面总辐射、直接辐射、散射辐射年

29、辐照量年际变化(kWhm2)图5.6是林州气象站水平面总辐射各月辐照量年际变化，从图中可以看出，各月的年际变化并不完全一致，夏季辐照量的高低是决定当年辐照量多少的重要因素。从波动性看，秋冬季节的年际波动要强于春夏季节，这可能使该地区未来20年的光伏发电量也会在秋冬季节变化较大。1.Illilllllllllilil_lll.il.IIllllllinilllllllllllllllllllin三l三三三三E口100S03403A*一bg-wnHrnn.rmHllliniHiIlHUll册卅册H册班皿l三三mS6MaESb6a06-ES1m604020o(三lslQ-衰TAar*tAWI11RI

30、11IIIIHiHlIinmilIiiiiiiiirHi川川川川川川IHHI川川2m.140l20loosog4020o 1(十算G守M3mH4 Wiii1UgMiii9iK（*）IMI而llldl图5.6(a)林州气象站水平面总辐射各月辐照量年际变化(kWhm2)ww*三M2MVA*7OM5O4O箝2010。m?B-0Ultfvbw3月93一706OS0MMM100iie少发MsMft三A涧M1O0S0604O2OO7七Wu-3三s4Mtf-AW1.Mji加WIiGSAa-eESea-ES-aGS三55iSS5Sigg88l8RR9fKIM喇加山掾耀现H-W9876543210Co 3 30

31、 3 :|:- 3 R 21 .J Z 10 2 80 Oo Wx O 12 90 60 30时间（天数）2014 年 SD=L961.2ri33010S2/402.O280 15020 1906030O 876543210(7-lMe0M项掾螂旗l-时间（天数）图5.8郑州气象站近3年水平面总辐射逐日辐照量年变化5.6 日最大辐照度年变化表5.9是郑州气象站水平总辐射近10年各月最大辐照度的平均值，图5.9是相应的年变化。从图表中可以看出，该地区49月的最大辐照度超过1000Wm2,太阳电池有可能达到额定功率（还需要考虑当时的温度条件），其中最大值出现在7月，达到1215.7W11R最低值出

32、现在最月，为619.5Wm2o表5.9水平总辐射近10年（20052014年）各月最大辐照度平均值（Wr112）（郑州站）月份最大辐照度月份最大辐照度1643.871215.72770.181080.2392291047.941039.91083451176.711716.361108.412619.514001200IH hIlOooo Oooo 8 6 4 2 子)速展SK嘴0123456789101112时间（月）图5.9水平总辐射近10年（20052014年）月最大辐照度年变化（W?）（郑州站）5.7 太阳能资源日变化太阳能资源日变化特征的分析，首先需要确定代表日和典型日，两者分别从天文平均和天气影响的角度反映太阳辐