人物访谈：最接近阳光的国土——澳大利亚太阳能热发电产业人士访谈

太阳能热发电是光伏发电技术以外的另一有着很大发展潜力的太阳能发电技术。它将太阳能聚集起来产生高温热能，加热工作介质来驱动发电机发电。澳大利亚在太阳能热发电方面有着得天独厚的优势，技术水平也在国际领先。2006年9月份的Nature杂志上专门采访了两位澳大利亚太阳能热发电技术的产业人士。本文将访谈内容进行全文介绍。     

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太阳能光伏发电预报技术原理及其业务系统陈正洪等编著该书重点介绍了我国气象部门自主研制的第一代太阳能光伏发电预报系统的基本原理、使用方法,主要内容包括:太阳能发电技术的分类与发展、世界及中国光伏发展前景、太阳能资源评估、太阳能光伏发电预报的技术原理与方法、预报系统的结构、预报制作流程、误差分析以及系统安装和     

太阳能光伏发电量预报方法的发展

太阳能光伏发电技术成为当今世界可再生能源发电领域的一个研究热点。在未来,我国大规模的并网光伏发电系统将持续快速发展,但目前我国对太阳能光伏发电量预报方法的研究还很薄弱,几乎没有可满足实际太阳能光伏发电量预报需求的方法和系统。太阳能光伏发电量预报,主要是通过太阳总辐射的准确预报,结合光伏电站历史发电量数据分析,进而得到光伏发电量预报。通过对国内外太阳能光伏发电量预报方法的介绍和分类,以及对国际上太阳能光伏发电量预报系统建设的介绍,希望对我国太阳能光伏发电量预报系统发展起到一定的促进和推动作用。     

抽水蓄能电站综合防雷设计探讨

雷电是严重威胁电站安全的最大自然灾害,通过研究南阳回龙抽水蓄能电站雷电发生规律和发展过程,并对电站多次雷击进行分析,判定发电设备雷击的原因,经理论计算,提出发电设施综合防雷设计方案,以达到电站管理控制系统和设备安全防雷的目的.     

南京地区太阳能屋顶缓解夏季高温的模拟研究

太阳能屋顶的安装预计能在一定程度上缓解城市化带来的能源危机及对城市热环境的破坏。利用耦合了城市单层冠层方案（UCM）的WRF模式,以南京2010年7月27日至8月5日夏季晴天微风天气为背景,模拟了不同发电效率的太阳能屋顶的安装对城市高温的缓解效应。结果表明:（1）太阳能屋顶可以通过削弱到达城市表面的太阳辐射使城市2 m高气温降低,随着发电效率的提高,降温效果更明显,且白天降温效果明显优于夜间;白天2 m高气温最大降低0.4-1.3℃,夜间降低0.2-0.5℃。（2）太阳能屋顶可使边界层内气温降低,白天在边界层400 m以下降温显著,夜间在边界层高度200 m以下降温显著;白天边界层内最大降温出现在中午前后,降温0.1-0.8℃,夜间边界层内最大降温0.5℃。（3）发电效率为40%时,模拟期间的发电量为18.1×109 kW·h。      

独立太阳能光伏发电系统防雷技术探讨

光伏发电系统是一种新兴的发电系统,我国还没有专门的光伏发电系统防雷设计规范。依据国际标准IEC62305-2对独立太阳能光伏发电系统进行雷击风险评估。采用计算雷击公众服务风险（R2）和经济损失风险（R4）的方法,通过分析R2的分险分量组成,有针对性地采取防直击雷和防雷击电磁脉冲的防护措施,通过分析R4说明上述防护措施的经济性。雷击风险评估可使防雷设计做到科学有效、经济合理。     

中国新能源发电生命周期温室气体减排潜力比较和分析

从生命周期的角度分析,各类新能源发电技术的开发、建设、运行过程,也会带来一定的温室气体排放,这引发了人们对于新能源发电技术“低碳”属性的担忧。遵循生命周期评价方法,在对国内外大量资料文献进行收集整理的基础上,对中国传统火电和主要新能源发电技术的温室气体排放系数进行了对比分析;并根据国家发展规划目标,对新能源发电替代火电的温室气体减排潜力进行了估算。分析结果表明,即使考虑生命周期内的排放,新能源发电技术的温室气体排放系数仍远远低于火电,新能源发电技术替代火电的温室气体减排潜力巨大。     

紫云气象站太阳能资源评估

太阳能资源作为可再生清洁能源,在我国积极应对气候变化,落实国家节能减排要求,推进新能源使用中发挥了重要作用,光伏发电作为新能源在我国得到不断开发利用。该文利用紫云气象站1961—2014年的日照观测资料及2011—2014年太阳辐射观测资料。通过对日照资料及辐射资料变化情况的分析,以及采用气候学方法估算1981年以来的太阳辐射值,对紫云气象站的太阳能资源进行评估。     

光伏发电潜力分析——以山西省为例

科学、合理的光伏发电潜力评价一方面需要精确的量化,另一方面需要与电力应用场景结合,这样的成果无论对政府政策制定,还是企业投资决策都非常有价值。本文以山西省为例,围绕光伏发电年等效利用小时数、理论装机量、土地利用率、理论发电量几个关键指标,利用空间分析和空间统计方法,考虑地理条件约束,建立了一套光伏发电潜力评价方案。结果表明:山西省中部和北部地区光伏发电条件较好,年等效利用小时数优于或约等于山西省近年光伏发电平均利用小时数;全省光伏发电土地利用率一般,在3%～9%,电站宏观选址需要在丘陵地区"精挑细选";北部地区光伏发电潜力很大,如进行充分开发,其光伏年总发电量可达到全省2017年总用电量的1.2倍。     

青藏高原东北部一次强暴雨过程环流特征分析

利用NCEP再分析资料,对2007年8月25日青藏高原(下称高原)东北部的强暴雨天气过程的影响系统、垂直环流特征、不稳定条件和水汽输送进行了分析和研究。结果表明:(1)强暴雨天气过程发生的主要影响系统是西伸到高原东部的副热带高压、生成于高原中部的热低压及自高原北侧移入的冷温槽。(2)高原东北侧的冷空气移上高原后,呈楔形插入高原南侧西南暖湿气流的下部,高低层之间产生的强风切变和暴雨区上空形成强盛上升气流是暴雨发生的有利环流条件。(3)热低压中的上升气流与冷锋后的下沉气流构成纬向(纬圈方向)闭合环流,经向(经圈方向)闭合环流是由高原热低压中的上升气流与副热带高压中的下沉气流构成的,垂直闭合环流的形成提供了稳定的上升气流和源源不断的暖湿气流,持续的降水造成了暴雨天气。(4)θse线的锋区进入暴雨区,配合强上升运动和高原中部热低压暖中心的加强伸展到高原东部,在暴雨中心区(36°N、102°E)附近上空的中低层之间产生了强的大气层结对流不稳定,是暴雨发生的稳定度条件。(5)由于高原中部热低压逐渐东移,在热低压东部和西伸副热带高压西部之间形成强暖湿气流带,将水汽源源不断地输送到高原东北部,同时冷空气通过祁连山进入高原东北部,在暴雨区上空形成偏南和偏西的强水汽辐合带,暖湿气流交汇造成强暴雨的发生。     

基于混合LCA的新疆地区电力生产水足迹分析及碳中和目标下的变化

新疆是我国电力生产的主要地区,同时存在严重的水资源短缺问题。作为综合评价指标,水足迹可以用来量化分析电力生产中的水资源消耗及其水环境影响。文中基于投入产出和生命周期的混合生命周期模型对新疆地区2012年和2017年电力生产水足迹进行了量化研究,并对不同发电技术的水足迹贡献部门进行了分析。结果发现：因电力生产结构的变化和燃煤发电技术革新,新疆电力生产的单位水足迹由2012年的4.26×10^-3 m³/(kW∙h)下降到2017年的3.08×10^-3 m³/(kW∙h)。对不同发电技术的水足迹贡献部门分析发现,煤电和水电的间接水足迹分别主要来自采矿业和重工业,占比分别为60.3%和52.8%。风电和光伏发电的间接水足迹分别主要来自重工业和轻工业,占比分别为38.1%和56.0%。最后针对碳中和目标下新疆电力结构转型带来的水足迹变化进行分析,2017—2050年高比例的可再生能源发电将使新疆电力生产单位水足迹下降75%。     

太阳辐射对大型渔光互补光伏电站发电效益影响分析

以江苏宝应生态渔业光伏发电"领跑者"示范基地为研究对象，定量分析了不同辐射指标对渔光互补光伏发电效益的影响机制.结果表明：太阳辐射对渔光互补光伏电站发电效益有着显著影响，且存在季节性波动，在夏秋季日并网峰值及发电量较大，稳定性较高，而冬春季发电效益和稳定性较差；太阳辐射指标与日并网功率最大值相关性较高，且呈明显对数关系，而日发电量与太阳辐射指标呈明显线性关系；不同月份并网功率最大值和发电量与平均辐照度、最大辐照度和累计辐照量均呈正相关关系，影响月并网功率峰值最为明显的是最大辐照度，而影响月发电量最为明显的指标是有效利用小时数.通过研究发现，在该地区开展光伏发电功率预测和前期太阳能资源开发利用评估时，可采用平均辐照度、最大辐照度、日累计辐照量3个指标作为参考指标.     

天津生态城太阳辐射特征分析及算法评估

利用2014年8月14日—2015年8月12日 天津市生态城太阳能观测站和同期气象观测资料,统计分析生态城太阳辐射特征,并对各向同性和各向异性两种倾斜面太阳辐射计算模型的精度和误差来源进行评估,结果表明:生态城水平面和倾斜面曝辐量在月均值、季节和年总量上存在较大差异,利用水平面太阳辐射进行光伏发电预估会存在误差;太阳辐...     

基于EC细网格数值预报产品的太阳辐照度订正技术

太阳辐照度与光伏电站发电功率密切相关,其预报的准确性直接影响发电功率预报的准确性。根据光伏电站太阳辐照度实况、气象站实况、WRF(Weather Research and Forecast Model)模式辐照度预报、EC细网格数值预报以及太阳理论辐照度,利用逐步回归法开展太阳辐照度预报订正研究,得到以下结论:①太阳辐照度实况与太阳理论辐照度的比值与EC细网格数值预报中气象要素的相关性优于太阳辐照度实况与气象要素的相关性;②不同时刻影响太阳辐照度的气象因子存在差异,通过逐步回归法建立不同时刻太阳辐照度预报模型;③在非晴天情况下,回归预报辐照度相对均方根误差比WRF模式预报辐照度降低10%左右,减小了辐照度预报误差。该研究成果在光伏电站的新能源数值预报服务中有一定的应用价值。     

新疆太阳辐射特征及其太阳能资源状况

对新疆地区太阳能资源分布和利用现状进行了较为详细地调查和分析,结合新疆地区太阳能资源开发利用存在的主要问题提出了太阳能开发利用的若干适宜途径和符合区情的太阳能资源开发利用的对策及建议。     

White Knights: will wind and solar come to the rescue of a looming capacity gap from nuclear phase-out or slow CCS start-up?

In the wake of the Fukushima nuclear accident, countries like Germany and Japan have planned a phase-out of nuclear generation. Carbon capture and storage (CCS) technology has yet to become a commercially viable technology with little prospect of doing so without strong climate policy to spur development. The possibility of using renewable power generation from wind and solar as a non-emitting alternative to replace a nuclear phase-out or failure to deploy CCS technology is investigated using scenarios from EMF27 and the POLES model. A strong carbon price appears necessary to have significant penetration of renewables regardless of alternative generation technologies available, but especially if nuclear or CCS are absent from the energy supply system. The feasibility of replacing nuclear generation appears possible at realistic costs (evaluated as total abatement costs and final user prices to households); however for ambitious climate policies, such as a 450 ppm target, CCS could represent a critical technology that renewables will not be able to fully replace without unbearable economic costs.     

The social and political complexities of learning in carbon capture and storage demonstration projects

Demonstration of a fully integrated power plant with carbon capture and storage (CCS) at scale has not yet been achieved, despite growing international political interest in the potential of the technology to contribute to climate change mitigation and calls from multiple constituents for more demonstration projects. Acknowledging the scale of learning that still must occur for the technology to advance towards deployment, multiple CCS demonstration projects of various scales are emerging globally. Current plans for learning and knowledge sharing associated with demonstration projects, however, seem to be limited and narrowly conceived, raising questions about whether the projects will deliver on the expectations raised. Through a comparison of the structure, framing and socio-political context of three very different CCS demonstration projects in different places and contexts, this paper explores the complexity of social learning associated with demonstration projects. Variety in expectations of the demonstration projects’ objectives, learning processes, information sharing mechanisms, public engagement initiatives, financing and collaborative partnerships are highlighted. The comparison shows that multiple factors including the process of building support for the project, the governance context and the framing of the project matter for the learning in demonstration projects. This analysis supports a broader conceptualization of learning than that currently found in CCS demonstration plans - a result with implications for both future research and practice.     

太阳能光伏发电预报方法的应用效果检验与评价

基于湖北省气象新能源研究中心光伏电站一年完整的发电数据与同期气象资料,对辐射和发电功率短期预报方法进行检验分析,结果表明:(1)太阳辐射度预报与实况有很好的对应关系,相关系数在0.77以上,均通过a=0.001的显著性水平检验。(2)光伏发电功率预报的短期方法中,以模式辐照度订正值代入光电转换模型的方法最优,预报第一天的相对均方根误差为0.16。(3)太阳辐射预报及光伏发电功率预报随太阳高度角变化而呈一定的规律性,冬季中午误差最大,夏季晚上误差最小;阴雨天气误差明显高于晴天。如何降低阴雨天气预报时的误差将是下一步工作中需要研究的重点。     

The role of renewable energy in climate stabilization: results from the EMF27 scenarios

This paper uses the EMF27 scenarios to explore the role of renewable energy (RE) in climate change mitigation. Currently RE supplies almost 20 % of global electricity demand. Almost all EMF27 mitigation scenarios show a strong increase in renewable power production, with a substantial ramp-up of wind and solar power deployment. In many scenarios, renewables are the most important long-term mitigation option for power supply. Wind energy is competitive even without climate policy, whereas the prospects of solar photovoltaics (PV) are highly contingent on the ambitiousness of climate policy. Bioenergy is an important and versatile energy carrier; however—with the exception of low temperature heat—there is less scope for renewables other than biomass for non-electric energy supply. Despite the important role of wind and solar power in climate change mitigation scenarios with full technology availability, limiting their deployment has a relatively small effect on mitigation costs, if nuclear and carbon capture and storage (CCS)—which can serve as substitutes in low-carbon power supply—are available. Limited bioenergy availability in combination with limited wind and solar power by contrast, results in a more substantial increase in mitigation costs. While a number of robust insights emerge, the results on renewable energy deployment levels vary considerably across the models. An in-depth analysis of a subset of EMF27 reveals substantial differences in modeling approaches and parameter assumptions. To a certain degree, differences in model results can be attributed to different assumptions about technology costs, resource potentials and systems integration.