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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 | 4524查看 | 2014-03-13 11:24:00

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

　　分布式電站或成主要“受害者”

　　黎文杰家新安裝的4KW（千瓦）太陽能發電系統已經5天沒有發出1度電了。

　　在2014年2月28日之前的一個星期，北京經歷了今年以來最嚴重的霧霾天氣襲擊，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發電的居民用戶，任凱發現過去一周自家別墅屋頂上的太陽能發電系統的日均發電量只有2度左右，與晴天時的16度相比，發電量降低了約87%。

　　在上海，中科院上海微系統所的光伏系統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據顯示光伏系統的日發電有效小時數為2.79小時；12月6日，重度污染，PM2.5值超過600，其日發電有效小時數僅為0.7小時，降低了約80%。

　　越來越多的數據都在指向一個不容忽視的現實——太陽能發電正在遭到霧霾的侵襲。

　　太陽能被看作是未來中國發展勢頭最為強勁的清潔能源。按照國家能源局的規劃，“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模發展的關鍵之年，其中霧霾嚴重的京津冀和長三角地區正是分布式光伏電站發展的重點區域。

　　業內人士分析，分布式電站或成霧霾頻發的主要受害者。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展區域的京津冀和長三角地區正是霧霾嚴重區域；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。

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

　　越發頻繁的霧霾天氣開始引起太陽能電力投資者的關注，由于發電量是衡量光伏發電系統性能優劣的最終指標，霧霾對發電量的影響程度則直接關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電量降低的影響是“比較明顯的”。

　　霧霾影響發電量之辯

　　對“靠天吃飯”的光伏電站發電量來說，在光伏系統效率等影響發電量的諸多因素中，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電中唯一一個不可控的非人為因素。盡管業界關于氣象條件對太陽能發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，學界關于霧霾對太陽能電站影響的研究卻剛剛開始。

　　最近，國家氣象局風能太陽能資源中心研究員趙東收到太陽能業界關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，導致組件表面接收到的陽光大幅度降低。“這是非常顯著，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，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，導致發電量進一步降低。在趙東看來，這部分造成的發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，但對能源行業而言，更重要的是對光伏電站全年發電量整體效益的定量分析，“只有對比統計出全年發電量的不同，才更能說明問題”。而這方面的研究數據，卻正是目前中國太陽能業界所缺乏的（中國2011年開始大規模光伏電站建設，相關的數據監測工作隨之起步，目前能獲得有3年連續歷史數據的電站案例并不多）。

　　據英利北京公司總經理王剛提供的數據，英利在北京東四環的寶馬5S店分布式屋頂項目，2013年2月的發電量比2012年同期有明顯下降。

　　“以我們掌握的情況看，2013年北京地區的多個光伏電站發電量比2012年同期有明顯跌落。”王剛對南方周末記者說，這已經引起了公司的注意。一個可以側面印證的例子是，光伏電站監測系統提供商上海淘科網絡技術有限公司總經理陸劍洲稱，其研究團隊綜合了NASA（美國航空航天局）和國家氣象局的數據發現，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為，霧霾導致光伏電站發電量減少是可以肯定的，但減少幅度還需進一步研究。由于目前業界普遍缺乏可供研究的運行數據，這為霧霾對發電量影響程度的進一步研究增加了難度。

　　對該判斷持懷疑態度的人士稱，霧霾與陰天可能同時發生，即當天即便沒有霧霾，陰天也可能導致發電量下降。對此，林陽表示，盡管陰天和霧霾兩種天氣都會導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電量的降低。

　　任凱說，其自己經營的光伏系統公司目前已經收到一個河北業主的要求，“要求我們設計施工時增加針對霧霾的特別措施。”任凱對南方周末記者說，對霧霾最直接的應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性風險。業內預計，倘若未來霧霾天氣爆發的頻率繼續增大，在電站設計上，霧霾嚴重地區的太陽能電站，則要根據直射光和散射光的變化重新設計電池板的最佳傾角。

　　林陽表示，目前國際標準在制定相關評估標準和理論模型時，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測的IEC國際標準中。

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