申报开发二批光热示范项目，须从辐射测量开始
发布者：本网记者Courtney | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 7286查看 | 2017-09-12 19:23:00
CSPPLAZA光热发电网报道：光热行业翘首以待的第二批示范项目虽然尚未明确申报时间与流程，但目前已有许多项目方计划申报二批及后续光热示范，推进较快的部分项目方已经开始以测光为主的前期光资源评估工作。
从前期到投运，光资源数据贯穿电站全生命周期
对于项目投资商来说，投资建设电站是为了盈利，和光伏电站类似，光热电站也是“靠天吃饭”，在其他条件一样的前提下，光资源越好意味着发电量越多，自然收益也越多。每年发电量可以达到多少，可以赚取多少利润，多少年能够收回投资，这些问题的答案必需通过精确的辐射数据才能计算得出，而这些问题也恰恰是投资者最关注的，也是决定项目能否顺利融资和推进建设的基础。
在太阳能资源评估方面光热与光伏有所区别，光伏电站资源评估是通过GHI（全辐射）来衡量，因为光伏发电无论是散射光还是直射光都能用于发电。而只能利用直射光的光热电站必须测量评估出准确的太阳能直射辐射量（DNI）数据，项目地的DNI值关乎光热电站可利用太阳能总量与发电量，关乎项目的经济可行性，也是光热电站设备选型设计时的重要参考依据。若DNI数据不准确，将直接导致一系列核心问题发生变化，如光热电站选址或需重新确定、发电量或需重新计算、经济效益需重新计算等等。
此外，据北京瑞科同创能源科技有限公司副总经理杨靖文介绍，项目建成之后辐射测量工作仍须继续运行。在前期开发阶段，测光设备主要用来进行资源评估和发电量计算以及项目设计；电站建成之后的运维阶段，测光设备仍然要用来进行项目的实时监测，为电站的控制及功率预测等应用提供数据。
根据国外项目的实际经验，通常在电站建成之后，每年仍然要结合实测数据以及卫星数据进行动态的代表年订正，并参考实际运行水平对电站进行评估，用来指导运维期间的工作安排。
可以说，获取精确的光资源数据从项目立项到电站退役的全生命周期内都是十分必要的。
为什么要采购测光设备进行实地测光？
据了解，目前光热电站开发商获取光资源数据的途径一般有采购太阳辐射仪进行实测、向气象局购买历史数据、从美国NASA等国际数据库获取免费数据或向SolarGIS等软件供应商购买卫星模拟数据等。
图：中国1999-2011年平均DNI（数据来自SolarGIS）
但针对CSP项目的特点，ISES（国际太阳能协会）曾规定小立体角的角度大小和日常气象观测行业中小立体角的角度规定有所不同，因而常规气象站所出具的资料对CSP电站的参考价值有限。而卫星提供的资料由于无法准确定位，又只考虑了晴空状态，无法考虑到实地的云层及气溶胶对DNI的影响，加之不同来源的卫星数据之间差异较大，故也无法单独确定项目地的光资源条件。
总之，无论是卫星数据、当地气象站数据，还是SolarGIS等海外数据来源，都只能用于参考，要获得准确数据则必须开展实地专业测光和光资源评估。
实地测光应注意些什么？
有业内人士表示，开发商要对自己和投资方负责，要想获取准确DNI数据，必须采购测光设备在项目预选地实地测光，同时可购买气象局25年左右的气象资料进行补充分析。
那么光热电站项目方测光时应注意哪些问题？应在何时开展测光工作呢？
有业主提出，要保证测光数据的准确性，至少需要连续一年的逐分钟的法向直接辐射（DNI）实测数据，同时要有水平面散射等实测数据。多位业主单位相关专家和太阳辐射仪表供应商都认为，测光时间最好安排1~3年。
据CSPPLAZA记者了解，业内普遍认为测光越早越好的原因主要是光资源存在年际变化。光资源高于长期平均水平的年份叫作“大光年”，反之叫作“小光年”，两者与代表年的差异达到15%都属于正常水平。如果测光站恰好建在了“大光年”或“小光年”，会对项目的投资决策产生颠覆性影响。而削除这种年际变化的手段之一就是尽量延长测光时间。
就中国的国情而言，光热项目需要尽快完成前期调研。北京智阳科技有限公司新能源部销售总监王健对此表示，“拿到地以后，提前一年，在融资的过程中进行测光。时间越长，在进行可研阶段数据分析，投资收益率的计算才能更加准确。”
配套测量与影响因素也不容忽视
还有辐射测量供应商建议，在使用跟踪测量太阳直接辐射（DNI）的同时，最好搭配使用总辐射散射辐射、日照时长测量装置，以检验和验证数据DNI数据的完整性，这对设备出现故障时数据的相对完整性也有很大作用。
据了解，测光站一般还有对光热发电站影响较大的其他因素的测量，如测量项目所在地的能见度、云、沙尘、空气温湿度、风速风向、大气压力、降雨量、雪深等。
此外，地形地貌等地理要素也是影响DNI的一个重要因素，实测证明，相距仅十几公里的两地，全年DNI的差别可达到数百kWh。故而在项目地布置周边实测站、以及在使用实测站的数据时，项目开发商需要注意实测站点之间的地形地貌是否存在较大差异。
如何选择最适合的辐射测量设备？
测光数据既然如此重要，那么项目方务必要采购最适合的辐射测量装备。一般来说，在辐射测量装备的采购中，数据精准度是关注重点，相对来说价格因素对采购的影响较小。在一个动辄投资十几亿的光热项目中，单套平均三十万左右的太阳辐射装备投资并不显眼。
据CSPPLAZA记者了解，太阳辐射仪分为实测和计算两大类，实测类即将直接辐射表装在太阳跟踪器上直接测太阳DNI的值，计算类则利用总辐射值和散射值计算得出直接辐射值，价格上后者低于前者，但精准度上前者高于后者。计算转换得出的结果跟实际的DNI可能存在一定差距，故而对于光热电站来说，采用全自动双轴追踪式观测方式的高精度实测仪表较为适合。
针对不同地区的特殊自然环境，也需要在测光仪器的选择和测光站布置上作出相应调整。目前中国光热电站普遍建设在高寒、强风、多沙尘的区域，这就需要选择功耗较低的测光设备、做好测光期间的设备清洁工作，并在测光工程的施工中，加强对防风的细节处理。原因是测光仪功耗越低，出现供电不足的故障概率越低，在野外长期生存的能力越强，对电站提供的DNI数据就越准确。此外，清洁度也直接影响了测光仪的精度和寿命。
测光设备的供货、安装周期一般依公司而定。CSPPLAZA记者了解到，国内几大太阳辐射仪供应商有现货时一般立即可发货，而在没有现货或需要从海外发货的情况下，供货周期一般在2~10周之间。据荷兰kipp&zonen中国区服务经理滕琳介绍，测光仪的安装与配置和现场施工条件有关，一般在2~7天内完成，但不排除现场出现某些问题的误工造成的时间推迟。
此外，目前市场上应用较多的辐射测量装备更多是国际品牌，主要有荷兰kipp&zonen、美国Campbell、日本EKO、西班牙Geonica公司ST系列等。这些品牌在国内都有固定代理商，如在光热发电领域比较活跃的北京瑞科同创能源科技有限公司、北京智阳科技有限公司、北京曙光新航科技有限公司、北京蓝阳惠通科技有限公司等。
相对来说，国产辐射测量装备市场占有率较低，产品质量也需要尽快提升。据了解，在过去的十余年间，光伏电站激增，带动具有成本优势的国产测光设备市场扩大，但实际应用中，国产测光设备精度低、不稳定、可靠性差等问题逐渐暴露，甚至导致越来越多的业主或运维单位开始用进口测光设备来对现有的国产设备进行更换。部分业内人士认为，国内太阳辐射仪生产厂商仍然需要多向国外设备制造商学习经验、增强专业性，拿出工匠精神，避免一味模仿，要有自己的想法和创新。
同时，测光仪行业的发展和创新，取决于相关行业的市场需求。只有看到中国市场的扩大趋势，才能让企业下定决心投入资金、人力进行针对性的研发。
数据分析应用和传输成未来测光设备创新方向
据CSPPLAZA对数位太阳辐射仪表行业从业者的采访，测光行业未来的发展方向为：设备上提高精准性、可靠性、环境适应性；数据上精化分析和运用；数据传输上，传输方式更加多样。
杨靖文对此表示，测光站的数据传输方式更加多样，这也是为了满足大量项目由前期开发转为后期运维的需求，如由前期的GPRS无线传输，转为后期MODBUS协议的实时传输。并且对于大型项目，预计还会组建气象观测网，服务于项目的整体运行，这对于测光系统的配套软件也提出了更高的要求。滕琳也表达了类似观点，认为未来测光仪数据传输将走向直接传输模式，以降低失误率和故障率。
王健则认为，测光的发展方向主要在数据的分析和应用，毕竟无论是前期的测光对于是否适合建设光热电站和收益率的分析，还是后期运维过程中，电站的正常运行、故障的判断、发电量的预测等问题，都是在数据应用层面。
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