气象监测与光伏发电效应的作用

       随着碳中和的提出，世界经济各国竞相实现经济和社会可持续发展，开发利用光伏等新能源，调整能源结构成为世界各国的重要战略，而光伏发电离不开精准的发电功率预测。光伏发电已经用到各个领域，包括最简单的家庭用电也都采用在自家楼顶等地方安装太阳能发电板，有的家庭不仅可以用做自家用电，还能并网国家电网。现在有很多公路服务区也都安装光伏能源供电设施，其中气象设计参数及发电量预测的应用不可忽视。       太阳能发电为光伏发电，即光-电直接转换，一般是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。       1839年，法国科学家贝克勒尔首先发现了“光生光打效应（Photovoltaic Effect）”。光伏发电是PN结两侧因多数载流子（N+区中的电子和P区中的空穴）向对方的扩散而形成宽度很窄的空间电荷区W，建立自建电场Ei。它对两边多数载流子是势垒，阻挡其继续向对方扩散；但它对两边的少数载流子（N+区中的空穴和P区中的电子）却有牵引作用，能把它们迅速拉到对方区域。一但实现平衡稳定，少数载流子就极少，几乎不构成电流。       光伏受到太阳光子的冲击，光伏板内部产生大量处于非平衡状态的电子-空穴对，其中的光生非平衡少数载流子（即N+区中的非平衡空穴和P区中的非平衡电子）可以被内建电场Ei牵引到对方区域，然后在光伏电池中的PN结中产生光生电场Epv，光接通外电路时，即可流出电流，输出电能。当把众多这样小的太阳能光伏电池单元通过串联或者并联的方式结合，构成光伏电池，就会输出功率足够大的电能。       其中光伏太阳能分布式发电系统大体上分为两大类，一类是独立的太阳能光伏发电系统，另一类是并网型太阳能光伏发电系统，两类系统最大的不同是独立的光伏发电系统要有储能的蓄电池，而并网的光伏发电系统可以不配备蓄电池，直接将电能输入就近的电网。       但是光伏发电有一定的波动性和间歇性，所以大规模光伏并网已经给大电网的源荷稳定调度造成影响，气象数据是光伏预测重要的基础数据之一。       高精度历史气象数据       高精度历史气象数据是基于风云系列卫星、美国A-TRAIN系列卫星、日本葵花系列卫星等观测数据，结合地面观测数据和数据同化模型，整合得到的高精度时空连续历史气象数据集。       该数据可为客户提供全球历史10～50年太阳能资源评估数据，参数包括水平面总辐射（GHI）、倾斜总辐射（POA）、直接辐射（DHI）、温度（TEMP）等时间序列数据，空间分辨可达到公里级别时间分辨率可达到小时级别。历史卫星再分析数据可在客户前期项目选址及规划、项目评估及后续项目维护中发挥重要作用。提供光伏电站网格化高精度气象监测数据服务       根据光伏电站投资、运维、功率预测的需求，在电站及周边部署高精度气象监测网，应用国际、国内气象卫星数据和同化模型，为光伏投资商和运维商提供高精度网格化气象观测和数据服务。       数据服务包括监测服务、数据分析、精细化气象预报，参数包括水平总辐射、散射辐射、直接辐射、积灰污染比、温度、湿度、风速、风向等数据；分析服务包括理论电量评估、积灰发电损失，年月日累积发电小时数，清洗预警等。