印度是世界上第七大國,擁有幾乎所有可以體驗的氣候條件,因此成為該研究的完美選擇。
由于天氣條件的變化,光伏組件在一天、一周或一季、一年中都會表現(xiàn)出不同的發(fā)電性能。全年的這種差異在各地區(qū)之間存在顯著差異,因而對每個氣候區(qū)域進行完整的研究變得非常重要。并且,由于地理位置及其氣候條件對電站的性能產(chǎn)生了后續(xù)影響,因此在所有光伏電站中執(zhí)行相同部件選型的明確指標(biāo)顯然是不合適的。
印度6個氣候帶
印度可分為6個氣候帶(參見圖1),如下所述:
圖1:印度全境氣候分布
1. 炎熱干燥的氣候帶:夏季極端,冬季極端,降雨量最少。
2. 溫暖濕潤氣候帶:夏季溫和,冬季溫和,降雨量大。該區(qū)域通常全年都具有高濕度。
3. 溫和氣候帶:夏季適中,冬季溫和,降雨量適中的氣候帶。
4. 復(fù)合氣候帶:夏季極端,冬季極端,中度至重度降雨。
5. 寒冷多陽氣候帶:夏季宜人,冬季極端,全年天空晴朗,云層覆蓋率低于50%。
6. 寒冷多陰氣候帶:夏季宜人,冬季極端,全年陰天,夏季除外(短暫時間)。
不同氣候帶電站設(shè)計考量因素
設(shè)計光伏電站是一項繁瑣的工作,因為在得出最終藍圖之前,需要進行大量計算,考慮各種因素。
基于上述氣候帶的理解,電站設(shè)計應(yīng)使其能量輸出得到優(yōu)化,以確保提高商業(yè)回報。
干熱地區(qū)
干熱氣候帶位于印度西部和中部地區(qū),夏季氣溫高至極高。該區(qū)域還有中度到極端的冬季。極端溫度直接影響發(fā)電廠的性能。特別是在夏季,由于環(huán)境溫度高達42~46°C,太陽能電池組件的工作溫度迅速增加。
溫暖潮濕的氣候帶
該區(qū)域主要位于印度沿海地區(qū),主要受到全年潮濕氣候條件的影響。溫度在35~42°C之間,冬季、夏季溫度變化不大??紤]到季風(fēng)帶來的多云條件,溫暖潮濕的氣候帶在季風(fēng)期間光伏發(fā)電顯著減少(約37%)。從1-4月份由于輻照度上升,發(fā)電量逐月增加。而到6-9月,由于季風(fēng)、高溫等因素,發(fā)電量明顯降低。
圖2:干熱區(qū)域全年發(fā)電量差異
溫和氣候帶
溫和氣候帶區(qū)域全年發(fā)電量都是平衡的。除了強烈多云的季風(fēng)之外,這種氣候帶被認為是太陽能發(fā)電廠的優(yōu)選條件。由于該區(qū)域的環(huán)境溫度在全年保持相當(dāng)穩(wěn)定,因此全年溫度損失增益相當(dāng)于約1.00 kWh/ kWp。另外由于溫度較低,預(yù)計溫和氣候下發(fā)電廠在冬季會表現(xiàn)最佳。除此之外,在3月份該區(qū)域輻照度高并且溫度適中。
全年發(fā)電量的變化與濕熱氣候帶相似,6-9月發(fā)電量極低,而其它時間段都比較理想。
復(fù)合氣候帶
主要在印度中部,具有復(fù)合氣候的地方占全印度的30%以上。該區(qū)域通常具有干熱氣候帶和溫和氣候帶的氣候組合,即它具有極端的夏季和極端的冬季。而季風(fēng)通常與云層相伴只是在該區(qū)域內(nèi)保持相對較短。季風(fēng)期間的發(fā)電量比冬季低約33%。
圖3:復(fù)合氣候帶全年發(fā)電量差異
不管是多陽還是多陰的寒冷氣候帶,基本都位于印度北方靠近喜馬拉雅山區(qū)域。該區(qū)域因為沒有工業(yè)基礎(chǔ),也沒有電站建設(shè)的案例,因此關(guān)于該區(qū)域發(fā)電量和電站設(shè)計暫無研究數(shù)據(jù)。
原標(biāo)題:印度的氣候分布及光伏電站選址設(shè)計分析