光能發(fā)電是當(dāng)今世界的尖端科技，將為全人類徹底解決“能源危機(jī)”“環(huán)境污染”和“可持續(xù)發(fā)展”等三大世界難題，將做出歷史性、跨世代的偉大貢獻(xiàn)，將為人類利用新能源、新技術(shù)方面進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代，在現(xiàn)實(shí)的發(fā)展中存在這若干的核心問(wèn)題。

　　1 太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)及評(píng)估

　　1.1 太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)

　　太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)可以從縣級(jí)氣象臺(tái)取得，也可以從國(guó)家氣象局取得。從氣象局取得的數(shù)據(jù)為水平面的輻射數(shù)據(jù)，包括：水平面總輻射、水平面直接輻射和水平面散射輻射。

　　太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)主要包括：各月的太陽(yáng)能`總輻射量（輻照度）或太陽(yáng)能總輻射量和輻射強(qiáng)度的每月日平均值。與其相關(guān)的氣候狀況的數(shù)據(jù)主要包括：年平均氣溫，年平均最高氣溫，年平均最低氣溫，一年內(nèi)最長(zhǎng)連續(xù)陰天數(shù)（含降水或降雪天），年平均風(fēng)速，年最大風(fēng)速，年冰雹次數(shù)，年沙暴日數(shù)。其中，太陽(yáng)能總輻射量的各月數(shù)值是必不可少的。此外，還應(yīng)提供上述各項(xiàng)數(shù)據(jù)最近5~10年的累計(jì)數(shù)據(jù)，以評(píng)估太陽(yáng)能資源數(shù)和氣候狀況數(shù)據(jù)的有效性。

　　1.2太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)有效性的評(píng)估

　　將氣象臺(tái)或相關(guān)部門提供的太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)用于光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在某些情況下仍需對(duì)其有效性進(jìn)行評(píng)估。

　　首先，當(dāng)一個(gè)具體場(chǎng)地的太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)不夠完整或缺少多年的累積數(shù)據(jù)，就必須對(duì)太陽(yáng)輻射的有效性和量值進(jìn)行評(píng)估。

　　其次，雖然當(dāng)?shù)氐奶?yáng)能資源數(shù)據(jù)比較完整，而且太陽(yáng)輻射情況也較好，但由于候選場(chǎng)地處于多山地區(qū)或附近存在明顯影響太陽(yáng)輻射的地形地貌。在這種情況下要通過(guò)研究候選場(chǎng)地周圍鄰近地區(qū)的平均數(shù)據(jù)變化，來(lái)評(píng)估當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源數(shù)據(jù)的有效性。

　　再次，從氣象部門得到的數(shù)據(jù)是水平面的數(shù)據(jù)，包括：水平面直接輻射和水平面散射輻射，從而得到水平面上總輻射量數(shù)據(jù)。但是，在太陽(yáng)能光伏發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用中，為了得到更多的發(fā)電量和電池組件自清潔的需要，固定安裝的方陣通常是傾斜的，這就需要計(jì)算得出傾斜面上的太陽(yáng)能輻射量（通常要大于水平面上的輻射量）。但是，這一計(jì)算過(guò)程非常復(fù)雜，所以人們常常直接采用水平面上的數(shù)據(jù)，或者采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的方法進(jìn)行簡(jiǎn)單換算，這對(duì)計(jì)算的精度產(chǎn)生了影響。近些年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些軟件，不但可以方便地解決這些計(jì)算問(wèn)題，其數(shù)據(jù)庫(kù)中還往往儲(chǔ)存大量不同地區(qū)的太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)，有些還具有光伏系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)功能。

　　2 光伏系統(tǒng)的選址和場(chǎng)地評(píng)估

　　2.1 在光伏系統(tǒng)選址時(shí)需消除陰影影響

　　太陽(yáng)能電池依賴于日光照射而發(fā)電，當(dāng)投射到電池板上的日光被遮擋時(shí)，方陣功率輸出特性將受到嚴(yán)重影響，在電池板上的一個(gè)小小陰影也能夠使其

　　性能大大降低，因此，在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中仔細(xì)地確定陽(yáng)光通路和避開(kāi)陰影，對(duì)保證方陣的額定功率和降低光伏系統(tǒng)發(fā)電成本極為重要。

　　場(chǎng)地出現(xiàn)的陰影經(jīng)常來(lái)自樹(shù)木、草木、附近的建筑，還有太陽(yáng)收集器的撐桿和金屬線等。作為一般原則，確定從上午9點(diǎn)～下午3點(diǎn)沒(méi)有陰影為好。在冬季的月份當(dāng)太陽(yáng)的仰角低，電池板被遮擋經(jīng)常是一個(gè)比較大的問(wèn)題，應(yīng)引起光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和光伏電站運(yùn)行人員的重視。中國(guó)位于地球的北半球，對(duì)太陽(yáng)能電池方陣發(fā)電最不利的陰影出現(xiàn)在12月21日（即冬至）前后一段時(shí)間。

　　為消除陰影影響，選擇場(chǎng)地后必須確認(rèn)以下條件是否滿足：（1）在一年的任何月份，投向太陽(yáng)能電池方陣的陽(yáng)光都不會(huì)被遮擋;（2）每天上午9點(diǎn)～下午3點(diǎn)太陽(yáng)能電池板上無(wú)陰影;（3）識(shí)別上午9點(diǎn)~下午3點(diǎn)遮擋太陽(yáng)能電池方陣的障礙物，消除陰影來(lái)源;（4）如無(wú)法消除產(chǎn)生陰影的因素，也可考慮移動(dòng)太陽(yáng)能電池方陣或增加容量，以彌補(bǔ)由于陰影造成的損失。

　　2.2 光伏系統(tǒng)場(chǎng)地的評(píng)估

　　在對(duì)光伏系統(tǒng)場(chǎng)地評(píng)估時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行以下評(píng)估。

　?。?）一般日照條件評(píng)估

　　當(dāng)依據(jù)要求收集到候選場(chǎng)地的太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)后，還應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)觀察場(chǎng)地附近地障礙物，評(píng)估太陽(yáng)陰影對(duì)太陽(yáng)能電池方陣發(fā)電的影響，并提出避

　　開(kāi)障礙物或移開(kāi)障礙物的建議。通過(guò)在屋頂、墻上或院子里或直接觀測(cè)，為滿足方陣的全年日照條件尋找一個(gè)最佳方位。

　　在北半球正南是太陽(yáng)能電池方陣最基本的方位。如果確保方陣面向正南或0°方位角，則每天的日照性能將是最好的。然而，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯挠绊懖⒆屑?xì)評(píng)價(jià)，例如：如杲場(chǎng)地附近早晨有霧籠罩，則需要調(diào)整方陣略微偏向西南，以獲取滯后中午一段時(shí)間的更為有效的太陽(yáng)輻射。

　　（2）測(cè)算方陣運(yùn)行時(shí)間

　　太陽(yáng)能電池方陣接受陽(yáng)光照射時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)每日可發(fā)出的電能就越多。因此當(dāng)方陣在場(chǎng)地的方位和高度初步確定后，需要評(píng)估和測(cè)定太陽(yáng)能電池板在不同季節(jié)里每日的可運(yùn)行時(shí)間。

　　（3）太陽(yáng)窗

　　在評(píng)價(jià)場(chǎng)地時(shí)，必須選擇一個(gè)日照好、全天無(wú)陰影的時(shí)間作為太陽(yáng)能電池方陣的運(yùn)行時(shí)間。這個(gè)最適宣的時(shí)間區(qū)間稱為“大陽(yáng)窗”。

　　“太陽(yáng)窗”概念可以放映場(chǎng)地的日照時(shí)間和路徑狀況。依據(jù)場(chǎng)地日照條件的不同，太陽(yáng)窗可以選在上午9點(diǎn)~下午3點(diǎn)，也可以選在上午8:20～下午3:20等。在夏季里，太陽(yáng)升起早日落卻很晚，日照時(shí)問(wèn)比冬季要長(zhǎng)得多，因此夏季的太陽(yáng)窗比冬季的太陽(yáng)窗開(kāi)得天也就是方陣的可運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。太陽(yáng)窗大小除受季節(jié)影響外，還與場(chǎng)地周圍的環(huán)境條件有關(guān)：例如：場(chǎng)地東西兩側(cè)的高山、樹(shù)林和高大建筑物等都會(huì)減少太陽(yáng)能電池方陣的運(yùn)行時(shí)間。一年

　　四季的太陽(yáng)窗時(shí)間是不同的。欲準(zhǔn)確地測(cè)定太陽(yáng)窗，首先需要向氣象部門詢問(wèn)當(dāng)?shù)夭煌竟?jié)日出、日落時(shí)的太陽(yáng)方位角和正午的太陽(yáng)高度角，然后再根據(jù)場(chǎng)地的具體條件加以修正。如果僅需要近似的場(chǎng)地“太陽(yáng)窗”時(shí)間，則通過(guò)目測(cè)即可。

　　如果僅從日照的時(shí)間長(zhǎng)短評(píng)價(jià)場(chǎng)地，則”太陽(yáng)窗“時(shí)間段達(dá)到上午9點(diǎn)～下午3點(diǎn)已經(jīng)滿足光伏系統(tǒng)發(fā)電條件。當(dāng)”太陽(yáng)窗“時(shí)間段達(dá)到上午10點(diǎn)～下午2點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明該場(chǎng)之妁日照時(shí)間太短，應(yīng)檢查或清除周圍的障礙物或者考慮另外選擇場(chǎng)地。

　?。?）運(yùn)輸條件

　　安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)考慮交通和運(yùn)輸條件，附近應(yīng)有公路，便于光伏組件、控制柜、蓄電池等沒(méi)備的運(yùn)輸。如果卡車不能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，至少農(nóng)用車可以到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

　　（5）供電條件

　　安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)離供電村莊較近，供電半徑不應(yīng)超過(guò)l千米，要考慮運(yùn)行人員來(lái)往方便、低壓電纜的輸電損耗，另外要對(duì)供電負(fù)荷及增容潛力等作詳細(xì)調(diào)研。對(duì)于離網(wǎng)獨(dú)立村落電站，電網(wǎng)在短期內(nèi)不會(huì)延伸至此，以免不必要的重復(fù)建設(shè)和將來(lái)的電站搬遷等問(wèn)題。