表一:各资源区的标杆上网电价(注:西藏自治区标杆电价另行制定;电价单位:元/千瓦时)
图一:NREL的SAM页面
图二:1978—2007年全国平均直接辐射总量(来源:国家气象局)
图三:美国专业资源评估公司3 Tier的数据,基于卫星气象数据以及专业模型推算,分辨率精确到3km
表三:中广核敦煌特许权项目实测日照数据与NASA数据和可研数据的对比
图四:国润天能位于敦煌的气象设备
数据的来源
2013年底国家能源局出台了光伏电站暂行管理办法,其中里面第12条明确规定项目开发前期,必须要有现场实测数据,或者有代表性的实测数据。在一份提交给国家能源局的文件中,中国96个基准站的10年平均水平面总辐射量统计表被作为附件递交上去。这个遍及中国所有省、直辖市的数据表格给出了包括经纬度、海拔、水平面年辐射量、倾斜面年辐射量以及等效满发小时数等诸多参数。这份保密级别的文件外界很难以看到,在新建项目中,要获得有用的光资源数据,要么从当地气象局购买,要么免费从NASA来查找。
目前国内外已经有一些机构在做太阳辐射的研究。美国航空航天局(NASA)通过对卫星观测数据的反演,免费为用户提供分辨率为3—110公里的太阳辐射数据。NASA的数据库已经成为中国光伏行业获取太阳能资源数据最主要的来源。
国际电工委员会(IEC)中国专家代表林阳认为NASA的免费公开数据并不准确,“我们对比过甘肃某地的数据,NASA公开数据给出的值是1600kW?h/m2?a,但实际的数据是接近2000kW?h/m2?a。NASA公开数据有较大的误差,特别是在阴、雨天气较多的地区下误差能达到25%。”
LDK工程公司副总经理张雷也表示“NASA的数据很有名,但并不是一个可靠的来源。”
美国可再生能源实验室(NREL)也在研究跟太阳能发电相关的光资源数据,他们用的也是NASA数据,但是其分辨率是3—40公里的资源数据,在其推出的SYSTEM ADVISOR MODEL(sam.nrel.gov)免费设计软件中,给出了更为准确的光资源数据。
“在中国范围内,SAM会免费向使用者提供其IP位置方圆五公里的资源数据,超过这个范围的数据没法下载,但是可以向NREL发邮件索要项目所在地的数据。”林阳曾经收到了NREL回复邮件并得到了想要的数据,“这个软件主要针对美国光伏市场的需求。”林阳表示,光资源数据来源还是比较多的,“我曾经用过MeteoTest瑞士公司开发的Meteonorm软件,还有人用法国美迪公司的MeteoDyn Solar工具的数据。一些国内的专业团队在近几年也将会推出一系列免费的全国光资源数据源。”
中国面积广大,全国各地区光资源及太阳辐射资源有较大差异,根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准,我国太阳能资源地区被划分为四类。
中国经过数十年的积累也拥有了自己的光资源数据。中国从1953年开始测量太阳辐射,目前有2300个气象站和310座气象台。其中122个基准气象台中拥有10年以上数据的气象台只有96个。中国气象局是这些数据的所有者。
国家气象局风能太阳能资源中心(以下简称风太中心)研究员赵东表示,中国气象局有两套相关的数据,核心是全国96个基站的观测数据。其中一套来自气象卫星数据,通过官方理论模型,考虑到经纬度、海拔等一系列参数计算出来,然后再对比96个基站的真实数据进行校对而得出;另一套数据来自全国2000多个气象站点的日照时数等数据与96个气象台数据的综合结果。风太中心目前为光伏行业提供电站太阳能资源评估和太阳能发电专业数值天气预报的服务。
神华集团下属的国华能源投资有限公司是中国气象局风能太阳能资源评估中心的长期客户,张华(匿名)向PV-Tech表示,“我们在做前期选址的时候要用到光资源数据,一个坐标点的数据要十五万左右。”
对于气象局的数据收费,张雷也表示不满,“希望国家气象局能把数据免费向电站投资者开放。我们进行投资就会产生税收,而税收支撑了国家政府的运行。现在气象局把这些数据拿来卖钱,对整体的光伏行业是不利的。”
在PV-Tech PRO采访的大部分电站开发商中,在前期项目开始就从气象局购买数据的并不多,一些开发商会通过关系从已有数据者那里获取,更多的是去找类似NASA的免费数据。张雷曾经通过一个名为中国气象资源共享网的网站获取免费的气象数据,“但后来气象局把这个网站关闭了。”事实上,即使购买了气象局的数据,这些数据并非完全准确。张华表示,一方面每年的光资源会因为天气变化而不同,另一方面“不知道什么原因,东部地区的气象数据总是偏低。”
PV-Tech记者在西部多个地区发现,同一地区的不同电站其组件倾角最大超别超过5度。赵东解释道,“可靠的光资源数据是非常必要的。最直接的影响是电站设计中倾角的计算,目前主要的计算方法都没有问题,差异来自于光资源数据。”目前中国有98个气象台站监测总辐射量数据,17个台站拥有直接辐射数据,而光伏倾角计算更多依赖直射辐射数据,“即使同样总辐射量级的光资源地区,有的地方直射辐射分量多,有的地方散射辐射分量多,后者地区组件更倾向于平放,而前者组件跟踪太阳更合适。”赵东补充到,“最佳倾角计算除了考虑辐射,还要考虑当地的温度和风速等诸多因素。”