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霧霾侵襲下的太陽能光伏電站

來源：南方周末 | 0評論 | 5250查看 | 2014-03-13 11:24:00

　　霧霾天氣頻襲下，太陽能光伏發(fā)電正遭受新的考驗，對投資者而言，無疑增加了一項難以控制的系統(tǒng)性風(fēng)險。

　　分布式電站或成主要“受害者”

　　黎文杰家新安裝的4KW（千瓦）太陽能發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)5天沒有發(fā)出1度電了。

　　在2014年2月28日之前的一個星期，北京經(jīng)歷了今年以來最嚴(yán)重的霧霾天氣襲擊，6級重度污染，霧霾遮天蔽日。從事能源研究工作的黎文杰沒有想到，太陽能這個被他看作是抗擊霧霾“最有力武器”的清潔能源，在濃重的霧霾籠罩下，竟也喪失了工作能力。

　　這并非孤例。在北京順義，作為北京首個分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的居民用戶，任凱發(fā)現(xiàn)過去一周自家別墅屋頂上的太陽能發(fā)電系統(tǒng)的日均發(fā)電量只有2度左右，與晴天時的16度相比，發(fā)電量降低了約87%。

　　在上海，中科院上海微系統(tǒng)所的光伏系統(tǒng)實證研究平臺顯示著同樣的信息。2013年12月4日，晴天，該實證研究平臺的數(shù)據(jù)顯示光伏系統(tǒng)的日發(fā)電有效小時數(shù)為2.79小時；12月6日，重度污染，PM2.5值超過600，其日發(fā)電有效小時數(shù)僅為0.7小時，降低了約80%。

　　越來越多的數(shù)據(jù)都在指向一個不容忽視的現(xiàn)實——太陽能發(fā)電正在遭到霧霾的侵襲。

　　太陽能被看作是未來中國發(fā)展勢頭最為強勁的清潔能源。按照國家能源局的規(guī)劃，“十二五”期間中國將建成12GW（吉瓦）太陽能光伏電站，其中8GW為分布式光伏電站。2014年作為分布式光伏電站大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵之年，其中霧霾嚴(yán)重的京津冀和長三角地區(qū)正是分布式光伏電站發(fā)展的重點區(qū)域。

　　業(yè)內(nèi)人士分析，分布式電站或成霧霾頻發(fā)的主要受害者。首先，相對于西部沙漠中的大型地面電站而言，作為分布式電站的重點發(fā)展區(qū)域的京津冀和長三角地區(qū)正是霧霾嚴(yán)重區(qū)域；其次，從目前分布式電站的運行情況來看，與西部大型地面電站會定期清洗維護不同，小型的屋頂項目建成后普遍僅依靠雨雪等自然天氣清洗，缺乏后期運營維護，這進一步加劇了霧霾污染的影響。

　　根據(jù)北京市環(huán)保局公布的2013年全年空氣質(zhì)量狀況，2013年全年北京市空氣污染天數(shù)共計189天，占全年總天數(shù)的51.8%，重度污染天數(shù)達到58天。全國來看，2013年全國平均霧霾天氣日數(shù)較常年同期增長了2.3天，為自1961年以來霧霾天數(shù)最多的一年。

　　越發(fā)頻繁的霧霾天氣開始引起太陽能電力投資者的關(guān)注，由于發(fā)電量是衡量光伏發(fā)電系統(tǒng)性能優(yōu)劣的最終指標(biāo)，霧霾對發(fā)電量的影響程度則直接關(guān)系到光伏電站投資的最終收益。

　　“這是一個新問題。”國家氣象局風(fēng)能太陽能資源中心副主任楊振斌對南方周末記者說，霧霾天氣對太陽能發(fā)電量降低的影響是“比較明顯的”。

　　霧霾影響發(fā)電量之辯

　　對“靠天吃飯”的光伏電站發(fā)電量來說，在光伏系統(tǒng)效率等影響發(fā)電量的諸多因素中，以輻照強度為代表的氣象條件有著決定性影響，同時，氣象條件也是光伏發(fā)電中唯一一個不可控的非人為因素。盡管業(yè)界關(guān)于氣象條件對太陽能發(fā)電影響的研究早已有之，但在輻照強度、溫度、云量、氣溶膠濃度等多種氣象條件中，學(xué)界關(guān)于霧霾對太陽能電站影響的研究卻剛剛開始。

　　最近，國家氣象局風(fēng)能太陽能資源中心研究員趙東收到太陽能業(yè)界關(guān)于霧霾影響的疑問越來越多。

　　趙東介紹，霧霾主要通過兩種方式影響太陽能電站的發(fā)電量：一是削弱到達太陽能電池板的太陽輻射，由于低空中的懸浮物會對太陽光進行吸收和反射，導(dǎo)致組件表面接收到的陽光大幅度降低?！斑@是非常顯著，且沒有爭議的。”趙東對南方周末記者說。

　　同時，如果霧霾天氣長期持續(xù)，電池組件表面的顆粒物累積，在組件表面就會形成遮擋，難以清洗，造成電池組件表面污染，導(dǎo)致發(fā)電量進一步降低。在趙東看來，這部分造成的發(fā)電量減少尚缺乏進一步研究。

　　在楊振斌看來，定性分析固然重要，但對能源行業(yè)而言，更重要的是對光伏電站全年發(fā)電量整體效益的定量分析，“只有對比統(tǒng)計出全年發(fā)電量的不同，才更能說明問題”。而這方面的研究數(shù)據(jù)，卻正是目前中國太陽能業(yè)界所缺乏的（中國2011年開始大規(guī)模光伏電站建設(shè)，相關(guān)的數(shù)據(jù)監(jiān)測工作隨之起步，目前能獲得有3年連續(xù)歷史數(shù)據(jù)的電站案例并不多）。

　　據(jù)英利北京公司總經(jīng)理王剛提供的數(shù)據(jù)，英利在北京東四環(huán)的寶馬5S店分布式屋頂項目，2013年2月的發(fā)電量比2012年同期有明顯下降。

　　“以我們掌握的情況看，2013年北京地區(qū)的多個光伏電站發(fā)電量比2012年同期有明顯跌落?！蓖鮿倢δ戏街苣┯浾哒f，這已經(jīng)引起了公司的注意。一個可以側(cè)面印證的例子是，光伏電站監(jiān)測系統(tǒng)提供商上海淘科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司總經(jīng)理陸劍洲稱，其研究團隊綜合了NASA（美國航空航天局）和國家氣象局的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2013年北京的太陽光輻照量比2012年減少了10%，其中不排除有霧霾的影響。

　　國際電工委員會（IEC）中國專家代表林陽認(rèn)為，霧霾導(dǎo)致光伏電站發(fā)電量減少是可以肯定的，但減少幅度還需進一步研究。由于目前業(yè)界普遍缺乏可供研究的運行數(shù)據(jù)，這為霧霾對發(fā)電量影響程度的進一步研究增加了難度。

　　對該判斷持懷疑態(tài)度的人士稱，霧霾與陰天可能同時發(fā)生，即當(dāng)天即便沒有霧霾，陰天也可能導(dǎo)致發(fā)電量下降。對此，林陽表示，盡管陰天和霧霾兩種天氣都會導(dǎo)致太陽輻照強度降低，但由于陰天主要受云的反射和折射影響，總輻射中還是直射光較多，而霧霾天低空中過多的懸浮顆粒會導(dǎo)致大量的直射光被散射，因此對比來看直射光較多的陰天時光伏電站出力較高。也就是說，即便霧霾與陰天疊加，霧霾也會進一步加劇光伏電站發(fā)電量的降低。

　　任凱說，其自己經(jīng)營的光伏系統(tǒng)公司目前已經(jīng)收到一個河北業(yè)主的要求，“要求我們設(shè)計施工時增加針對霧霾的特別措施?！比蝿P對南方周末記者說，對霧霾最直接的應(yīng)對措施即是電池板的定期清洗，這無疑會增加一部分成本。

　　京津冀地區(qū)的霧霾是否會影響太陽能投資者的信心和決策，目前尚不得而知，對投資者而言，無疑增加了一項難以控制的系統(tǒng)性風(fēng)險。業(yè)內(nèi)預(yù)計，倘若未來霧霾天氣爆發(fā)的頻率繼續(xù)增大，在電站設(shè)計上，霧霾嚴(yán)重地區(qū)的太陽能電站，則要根據(jù)直射光和散射光的變化重新設(shè)計電池板的最佳傾角。

　　林陽表示，目前國際標(biāo)準(zhǔn)在制定相關(guān)評估標(biāo)準(zhǔn)和理論模型時，也在考慮更多的氣象因素的影響，其團隊正在努力將氣象因素納入到光伏電站功率預(yù)測的IEC國際標(biāo)準(zhǔn)中。

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