辐射数据 光热发电走向未来的基石
发布者:本网记者shixinchen | 来源:CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 6630查看 | 2014-05-26 15:03:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道:众所周知,翔实精确的太阳能辐射数据对光热发电项目开发的可行性研究和经济性分析至关重要,这是确保光热电站的科学化设计和融资可行性的关键影响因素,也是进行光热发电项目开发的必要前提。

  那么,目前国内太阳辐射观测系统是否完善,中国太阳辐射数据库尤其是对光热电站更加重要的DNI(法向直接辐射)数据库是否能够满足国内不断发展的太阳能光热发电行业的需要呢?带着这些疑问,CSPPLAZA记者日前对国内一些知名太阳辐射设备的销售商以及从事光学检测的专家进行了走访。

精确的太阳辐射数据的重要性

  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员魏秀东告诉CSPPLAZA记者,从投资角度考虑,一个地区的直射太阳辐射量决定了这个地区是否适合投资建设光热电站,辐射资源丰富,投资建光热电站才有可能获得收益;从技术角度,需要根据实测的太阳辐射数据,进行电站的前期设计。

  北京瑞科同创能源科技有限公司副总经理宋军也对CSPPLAZA记者表达了类似的观点,宋军表示:“作为光热电站项目前期考察的重要依据,DNI数据的不足会严重影响光热电站项目的整体评估,如电站选址、功率计算、设备选型、收益计算等,最终可能会影响光热电站的投入使用、正常运行和投资回收。”

  采访过程中CSPPLAZA记者了解到,精确的太阳辐射数据不仅在光热发电项目的前期对项目的整体评估具有重要的参考价值和指导意义,在电站投运后还会为电站是否正常运行提供参考依据,比如我们可以将根据实时监测数据推算的理论产电量与实际产电量进行对比来判断电站是否正常运行。另外,我们还可以根据实时监测数据推算结果来向电力部门报告预计上网电量。 
 
  对精确的DNI数据的重要性认识不足会产生一些重大的负面影响:如在阿联酋和印度,我们已经可以看到一些事实性案例。对DNI的预估与现实的DNI数据的差距导致了项目未能实现预期收益,还拖延了项目工期。阿联酋100MW的Shams1光热电站曾因对DNI的数据预估不准确造成了项目地的重新选址和相关设备的重新招标,其预估的DNI与实际的DNI偏差高达10%~15%。这也导致了Shams1电站中途停工一年多。另外,印度尼赫鲁国家太阳能计划第一阶段多个项目的延期也与DNI数据不准确有很大关系,印度各项目预估的DNI数据要比实际的DNI数据高15%~25%,DNI数据不准确导致前期的设计方案需要大规模修正,项目经济性需要重新考量,相关的设备采购指标也需要重新进行核定,这浪费了大量时间。

国内获取太阳辐射数据的三个途径

  据CSPPLAZA记者了解,目前国内光热电站开发商获取太阳辐射数据的渠道一般有三种:

  一是从美国NASA提供的免费数据库里了解自己所建电站区域的辐射数据,但仅依靠这些公开的辐射数据对于电站设计、建设和运行是远远不够的;

  二是从国家气象局获取电站拟建地点的太阳辐射数据,但据CSPPLAZA记者了解,国内气象站的太阳辐射数据是需要付费的,企业要想获取一个坐标点10年以内的太阳辐射数据大概需要十几万元,而且在精确度和完整度方面还不一定能达到电站设计的要求;

  第三种渠道即开发商自己购买太阳能辐射监测设备在项目地进行实地监测,这样的方式可以获得更接近实际的真实数据,但却需要开发商自己投建测光站,并进行长达一年的数据监测和统计,对项目开发而言,时间成本过高。

  但由于目前国内尚无统一的、公开的、精确的辐照数据库支持,国内光热发电项目开发商普遍采用第三种办法或者第一、三种办法结合使用来测光。

落后的国内辐照数据信息

  为何国内可以指导光热发电项目开发的DNI数据信息严重不足?经过走访,CSPPLAZA认为有以下几方面原因:

  第一,中国气象局的太阳辐射监测基础比较薄弱,中国这么大的区域,共有太阳辐射观测站98个,其中能观测直接辐射数据的只有17个。而且这些辐射站成立的时间早在20世纪50年代末,早已无法满足当前光热发电行业的需求。瑞士一个国土面积仅4万多平方公里的小国,有80个测光站。沙特从2012年5月份正式发布太阳能发电装机规划,但仅仅到2013年年底就已完成建设43个实地辐射站,并建立了公开的数据检索网站。而按照其规划,其未来将逐步扩充辐射站站点至150个。美国国土面积与我国相近,但其用于观测太阳能辐照的气象站数量是我国的2.4倍,另外,NREL和美国国家气候数据中心NCDC还共同建立了国家太阳能辐照数据库,总计包括1991年~2005年建立起的1454个辐射站,有效指导了美国太阳能电站项目的选址开发。另外,目前国内先进辐射站的运维经验仍比较欠缺。

  第二,国外很多国家的气象数据库是免费提供给企业使用的,但国内不但数据缺乏,而且还需支付比较高额的费用。在国内对于任何一个光热电站,开发商要对自己和投资方负责,都必须在项目预选地自己安装测光站,进行至少半年以上的实际辐照数据搜集。仅依靠美国NASA的公开数据和我国各地气象站提供的数据资料并不足以指导光热电站的项目选址。

  第三,由于保护本土产业发展的需要,政府方面之前对于气象站的设备采购较多地选择国产设备,但国产辐射强度计的质量参差不齐,造成我国气象监测站监测数据的稳定性和准确性令人怀疑。据了解,目前这一现象有所好转。  

  第四,国内光热发电项目开发商对于DNI监测数据不够重视,对于DNI数据的监测、汇总、分析和计算工作做得不够到位。有时个别国内光热发电项目的决策人仅凭美国NASA的公开数据就确定了项目的选址,这是十分仓促和不科学的。

国内辐照数据监测应如何发展?

  谈到国内太阳辐射监测的未来发展,魏秀东对CSPPLAZA记者表达了自己的看法,他建议气象局应该将太阳直射辐射数据更多地纳入观测范围并在太阳辐射资源相对比较丰富的地区尽早健全太阳直射辐射采集系统,为未来建设光热电站积累必要的数据。最好能够像美国那样建立起数据库,免费提供给拟在该地区建设光热电站的企业或开发商。开发商可以根据气象局提供的数据,较准确地判断该地区是否适合投资建设光热电站。

  宋军与魏秀东的看法基本一致,他认为,鉴于目前国际能源危机和中国可持续发展战略的需要,政府应该大力推广辐射观测站的建设,建立对国内光热电站项目免费开放的辐照数据库。同时,要尽量向国际先进监测机构学习,可以引进部分国外先进观测设备并进行研发,培养一批气象监测方面的人才,进而提高国内辐射监测的整体水平。

  在此问题上,北京北极汇能科技有限公司的一位技术经理提出了一个设想,他认为,从政府体制方面来讲,中国暂时可能还做不到像美国那样建立公开的太阳能辐射数据库为企业服务。但目前国内已经或正在建设很多的光热示范性项目。一些企业和研究机构已经在太阳能辐射数据监测及统计方面做了大量的工作,也积累了国内很多地区的太阳辐射数据。因为这些数据都是相关单位各自投入资金和人力换来的,所以一般情况下不可能免费提供给其它的企业使用。在此情况下可考虑搭建国内太阳能公司辐射数据共享数据库,参与这个数据库建设的企业可以通过一定的管理机制来实现数据共享。这样就可以避免因重复建设造成的资源浪费,实现低成本的数据分享。

  北京国润天能能源控股有限公司目前已经在敦煌投建了一座太阳能野外实验站,拥有比较齐全的太阳辐射监测设备,而且已经拥有一年左右的观测数据。国润天能副总经理尹环英此前在接受CSPPLAZA记者采访时表示,在辐照数据监测上,通过在敦煌当地设立测光站进行长期监测,我们可以获得较为准确的数据信息。这些信息可以用于指导有意在当地进行太阳能电站项目开发的单位,国润天能可以以一定的方式与数据需求方进行一些合作,这样就可以避免其它企业自身投建测光站的额外投入。

  对于光热发电行业而言,目前国内的太阳辐射数据监测工作显然做得还远远不够。行业相关单位应在此问题上达成广泛共识并进行深入合作,调动政府支持该领域发展的主动性和积极性,共同合作开展一些有益于国内太阳辐照数据监测的工作,尽快形成一套全面的精确的辐照监测网络。
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