部分技术术语可能存在差异,请以英文版本为参考。

根据具体位置和条件,基于卫星的太阳能资源数据通常存在约4%至8%的不确定性。

通过高质量的地面测量和适当的场地适应,这种不确定性通常可降至 3–5% 左右。

这一降幅看似微小,但对许多公用事业规模的光伏项目而言,在商业上具有重要意义。

[想了解通过场地适应性优化来降低不确定性,如何为您带来更优的设计决策和更有利的融资条件?请观看我们的网络研讨会《场地适应性如何降低您的发电量不确定性》]

为何场地适应至关重要

每个公用事业规模的太阳能项目都围绕一个简单却至关重要的问题展开:该光伏电站将产生多少电能?

答案在很大程度上取决于光伏电站所在地的太阳能资源。预期年发电量会影响电站设计、发电目标、购电协议、财务模型、债务规模以及投资者的回报预期。

但预期发电量的数字背后,总是存在一定的不确定性范围。

金融机构通常关注保守的发电情景,例如P90发电量,而这些情景直接受太阳能资源数据不确定性的影响。不确定性越低,P90值越高;P90值越高,则能提升项目的融资可行性

图5

与此同时,发电目标和购电协议通常基于P50(即预期太阳能资源)制定。为了制定一份项目能够切实履行的购电协议,开发商需要对项目场址的太阳能资源进行准确评估。

由此衍生出两个重要目标:

  1. 通过增强对保守发电量预测的信心,从而获得良好的融资支持。
  2. 基于对当地太阳能资源的准确理解,设定切合实际的发电预期。

场址适应性分析有助于同时解决这两个问题。

若将太阳能资源的不确定性降低约1–3个百分点,P90发电量即可提升2–3个百分点。对于一个100兆瓦峰值(MWp)的项目,这意味着在不改变物理资产的情况下,可增加约100万至200万美元的债务融资额度。

发电厂是相同的。技术也是相同的。改变的只是对预期和保守发电量的信心。

场地适应性分析还有助于纠正基于卫星的数据集中的系统性偏差。仅靠模型可能无法完全捕捉当地微气候、地形、气溶胶、云层模式或特定场地条件。地面测量数据提供了可用于校正卫星数据的本地参考基准。

这一点至关重要,因为建设前的预期与实际运营情况之间可能存在显著差距。发电目标与实际表现之间出现5–10%的偏差并不罕见,而夸大或验证不足的太阳能资源评估可能是导致这一现象的因素之一。

在太阳能渗透率不断提升的市场中,这一点尤为关键。随着更多光伏发电并入电网,日内电价走势发生变化,因此不仅需要了解项目将产生多少电能,还需明确其发电时间。

图4

准确的基准数据有助于优化光伏电站设计,包括直流/交流比例、与电池储能的混合配置、限电策略以及运营预期等决策。它还能保障电力购买协议(PPA)的履约、资产估值以及长期维护利益相关方的信任。

场地适应性分析的实际作用

场地适应性分析融合了两种数据源的优势:基于卫星的太阳能资源模型与地面实测数据。

卫星数据提供长期且空间一致的覆盖范围。其数据跨度可达数十年,使开发商能够掌握长期波动规律。

地面测量则提供本地精度。它们直接捕捉特定场址的条件,包括局部大气模式和微气候效应,这些因素仅靠卫星建模可能难以完全体现。

然而,地面测量通常是短期的。它们可能仅覆盖一两年,且往往存在数据缺失或误差。测量仪器可能受到污垢、遮挡、对准偏差、校准漂移、中断或维护问题的影响。

站点适应技术以经过质量控制的地面观测数据为基准,将基于卫星的模型与现场观测到的实际条件进行校准。

图3

由此生成的长期、无缺失、经站点适应处理的数据集,既反映了当地观测数据,也体现了长期气候变异性。了解更多关于站点适应技术的工作原理

地面观测的作用

地面测量是站点适应的核心。但只有当其精度足够高,能够改善卫星数据而非增加噪声时,才具有实际价值。

安装妥当且维护良好的A级日射计可将测量不确定度控制在3%左右。这使其成为降低太阳能资源评估不确定度的有力参考。

图1

但测量质量不仅取决于传感器等级。安装、清洁、校准、地平线状况、遮挡、水平校准、维护以及数据采集都至关重要。安装不当或维护不善的测量设备会引入误差,从而削弱评估结果。低质量的测量非但无法降低不确定性,反而会增加不确定性。

正因如此,测量工作应从一开始就精心规划。针对场址适应性,Solargis通常建议进行至少12个月的地面测量,时间分辨率应为1至10分钟,内容包括太阳辐射及相关气象参数。

测量工作的可靠性越高,场地适应的基础就越牢固。

图 2

为何质量控制至关重要

即便是最优质的传感器,也可能产生错误数据。

太阳辐射计可能暂时被遮挡。传感器可能被污染。安装在跟踪器上的测量设备可能出现对齐错误。数据记录仪可能发生故障。清洁或维护操作可能会造成人为的跳变。极端条件可能会暴露在普通时期无法察觉的不一致之处。

这就是为什么质量控制必不可少。

在将测量数据用于站点适应之前,必须对其进行检查、标记和过滤。实际上,相当一部分测量记录可能会因质量控制而被排除。根据测量活动质量和当地条件,约 10% 的原始测量数据被标记或移除的情况并不罕见。

健全的质量控制需要采用多层次的方法论。它应识别物理不一致性、传感器问题、异常值、数据缺失、不合理的模式以及测量参数之间的不匹配。还应考虑全球总辐射(GHI)、直射日照(DNI)、散射辐射、太阳位置与气象条件之间的关系。

其目标是确保仅将可靠的测量数据用作调整卫星模型的参考依据。

站点适应远不止于去偏差

从最简单的角度来看,站点适应听起来可能像是一种统计校正:将卫星数据与地面测量数据进行比较,计算偏差,然后调整模型。

实际上,良好的站点适应要复杂得多。

基本统计方法可以减少偏差,但可能无法保持数据集的物理一致性。例如,在未适当考虑 DNI 和漫射辐照度的情况下校正 GHI,可能会导致这三个辐照度分量之间出现不一致。

在不了解季节性规律的情况下调整短期数据可能会导致过度校正。对极端事件处理不当可能会扭曲长期分布。

这就是为什么站点适应不仅需要数据处理,还需要太阳能资源的专业知识。

方法的选择取决于参考测量数据、场址条件、气候、地形、可用参数以及卫星模型在该区域的表现。可能需要结合多种方法以准确反映季节性和日变化规律。

先进的站点适应应保留太阳能资源的物理特性,而不仅仅是降低统计误差指标。这需要对底层太阳能模型进行深度掌控,这也是自主运行模型的供应商与主要依赖外部数据集和统计校正的供应商之间的区别所在。

只有正确实施,站点适应才能降低不确定性

若缺乏专业知识,执行不当的场址适应反而会引发新的问题。

常见风险包括:

  • 仅纠正平均偏差,却忽略季节性或日变化规律
  • 导致总日照(GHI)、直射日照(DNI)与散射日照之间出现不一致
  • 基于短暂的测量周期过度调整模型
  • 未能考虑极端事件或异常天气模式
  • 将质量低劣的地面测量数据当作可靠的地面实测数据使用

正因如此,一个稳健的场址适应流程既需要高质量的测量数据,也需要对太阳能资源物理特性有深刻的理解。

Solargis 提供定制化的场址适应服务,帮助项目团队将地面测量数据转化为可用于决策的太阳能资源数据。该流程需要客户提供至少 12 个月的地面测量数据,时间分辨率需在 1 至 10 分钟之间,包括太阳辐射和关键气象参数。

Solargis 还会收集关于测量站的结构化信息,包括设备、安装、校准、维护及当地环境条件。这有助于评估这些测量数据是否适合用于场址适应,以及应如何使用它们。

在获取并处理数据后,Solargis将提供:

  • 可在 Solargis Evaluate 中用于分析和模拟的场站适配数据集
  • 亚小时级时间序列数据
  • TMY P50数据集,其他TMY Pxx数据集可按需提供
  • 每小时及亚小时级输出
  • 经过质量控制的地面测量数据,并带有标识测量误差的标记
  • 包含验证统计数据、偏差及不确定性评估的可融资报告

Solargis Evaluate 中,您现在只需点击五下即可订购“站点适应”服务,让您的开发和技术团队能够获取更优质的数据,用于发电量模拟和项目评估,并获得无价的竞争优势。

真实案例:波多黎各的太阳能+储能项目

Solargis 与 Convergent Energy + Power 及 GroundWork Renewables 在波多黎各的合作,为场地适应性提供了一个绝佳的范例。

客户需要高度精确的场地特定资源数据,以便有信心地设计光储系统并获得融资。Solargis 将约一年的地面总日照(GHI)和气象测量数据与卫星太阳能模型的长期数据进行了整合。

GroundWork负责现场监测工作,确保仪器校准、维护及严格的质量控制。利用这些高频测量数据,Solargis通过关联地面与卫星观测结果,生成了一分钟间隔的高分辨率合成数据。

调整后的数据集:

  • 修正了传感器读数中的不一致性
  • 利用协调一致的卫星数据填补了数据缺口
  • 将短期测量数据扩展至长期背景,从而能够评估年际变异性

该数据集成为优化光伏电站设计的基础,包括直流/交流比例及储能配置。可靠的太阳能资源数据对于建模功率上升率控制尤为关键,在此过程中,电池必须缓解辐照度的快速波动,以确保稳定的并网。

通过将实地实测数据与卫星覆盖范围相结合,现场适应性分析为Convergent提供了所需的高质量、可融资数据集——从而降低了不确定性,增强了利益相关方的信心。点击此处阅读完整案例研究

光伏开发商应何时开始考虑场地适应性?

考虑场地适应的最佳时机是在测量工作开始之前。

如果项目团队尽早开展测量,且测量站经过合理设计、安装、维护并做好记录,这些测量数据日后可用于优化太阳能资源数据集。

简而言之:如果您正在开发大型光伏项目,请务必进行测量,并确保测量方法得当。

凭借优质的测量数据,Solargis 能够评估监测站的质量、执行质量控制、对测量数据进行标准化处理,并利用这些结果在 Solargis Evaluate 中生成更精准的场地适应性数据集。

经过一年的可靠测量,您的项目将受益于更准确的数据、更好的模拟、更高的可信度和更低的不确定性。

场地适应性将测量数据转化为可融资数据,并助力做出更明智的决策

场地适应性不仅仅是一种技术优化。它将短期的地面测量数据转化为长期、可融资的太阳能资源数据,更能反映场地的实际情况。

它帮助开发商解答项目生命周期中至关重要的两个问题:

  • 该场址预计能产生多少电能?
  • 我们对这一预估有多大把握?

通过降低可避免的不确定性,它强化了融资中使用的P90案例,优化了支撑发电目标和购电协议(PPA)的P50基准,并让工程师在优化设计决策时更有信心。

没有任何方法能完全消除不确定性。但当太阳能资源的不确定性影响项目价值时,场地适应性分析能帮助开发商解答两个最关键的问题:该场地能产生多少电量?我们对这一预估有多大把握?

继续阅读

确定太阳辐射的不确定性
Best practices

确定太阳辐射的不确定性

在光伏发电量模拟方面,不确定性有助于用户了解所使用软件产生的结果中可能存在的偏差。了解这些偏差在选择发电厂的最佳设计以及评估财务风险和投资回报方面起着关键作用。

光伏发电收益的不确定性如何影响项目工程师、投资者和银行
Best practices

光伏发电收益的不确定性如何影响项目工程师、投资者和银行

每个太阳能光伏发电项目通常都以一个简单的数字开始:预期年光伏发电量。乍一看,这个数字清晰而精确。但实际上,它总是带有不确定性。项目团队如何处理这种不确定性非常重要。它影响着工程设计、投资者预期和银行融资,而这些影响往往在项目生命周期的后期才会显现出来。

你能相信你的Pxx吗?光伏发电量的不确定性为何对你的项目至关重要
Webinars

你能相信你的Pxx吗?光伏发电量的不确定性为何对你的项目至关重要

大多数光伏项目仅依靠单一的P50值来代表预期的年发电量。但一个数字无法全面反映实际情况,更无法涵盖您的项目可能面临的结果范围。

观看本次网络研讨会,了解 Solargis 如何依托业界领先的太阳能和气象数据、经过验证的建模方法以及透明的方法论,计算光伏发电量的不确定性。