间歇性可能是太阳能的致命弱点。由于太阳并不总是发光,公用事业规模的能源存储尚不可用,因此当云层覆盖太阳能发电场时,电网运营商必须依靠天然气或煤炭等可调度发电。但这可能会发生很大的变化。
太阳能电池板,云图通过Shutterstock
国家大气研究中心(NCAR)启动了一项雄心勃勃的为期三年的国家项目,以创建36小时的太阳能预报。政府和大学实验室的研究将提供给全国的公用事业,电网运营商和商业预报员。
NCAR的原型系统将每15分钟预测一次阳光并预测功率,从而使公用事业公司具有空前的能力,可以准确地计划他们将在整个系统中产生的太阳能量,以满足客户的需求。该系统主要由美国能源部提供的410万美元资助。
由于太阳总是发光,因此该项目的重点将放在对云层和大气颗粒的详细预测上,这些云层和大气颗粒会使进入的太阳能偏转,并影响太阳能电池板将阳光转化为电能的能力。
NCAR太阳能项目的首席研究员Sue Ellen Haupt说:“对于公用事业管理者来说,知道有多少阳光将进入太阳能发电厂至关重要。”“这些详细的云和辐照度预测是至关重要的一步。”
Cloud Cover的复杂计算
只要人类已经存在,预测天气就一直是一个挑战,但是估算特定区域的云量可能是最困难的方面。云是由微小的水滴形成的,并受风,湿度,地表温度,地理和空气污染物等许多因素的影响。
加剧了太阳能预报的挑战,不同类型的云以不同的方式影响太阳能电池板的效率。例如,高海拔的细密云层比低海拔的浓厚云层使更多的阳光直射地面。
NCAR将使用各种各样的观测工具来预测状况,包括用于大气测量的基于激光的激光雷达,计算机建模,人工智能以及三个“全天候成像仪”来对云的高度和深度进行三角测量。
该系统将在全国各地,东北,佛罗里达,科罗拉多州,新墨西哥州和加利福尼亚州等极为不同的地理区域进行测试,以确保可以在全国范围内使用。
过去的结果表明成功
尽管NCAR的系统可能会让一些怀疑论者怀疑它是否会起作用,但过去的表现表明前景乐观。NCAR在2011年为Xcel Energy开发了一个风能预报系统,该系统将预报效率提高了35%,并在短短一年内为中西部多个州和西部山区的风电场节省了600万美元的纳税人。
NCAR的研究还提高了研究人员预测多种气候变化影响的能力。他们的社区地球系统模型(CESM)是为联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)开发的,用于准确预测恶劣天气,海洋格局和冰盖融化的变化。
因此,请振作起来,太阳能行业。既然现在有了NCAR,对太阳能作为稳定基础负载电源的预测就变得更加光明了。
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