雾霾对户用光伏发电量的影响及其研究-任静-solarbe文库

资源描述：

雾霾对户用光伏发电量的影响及其研究任静，陈世杰，陈涛，刘永生 * 上海电力大学太阳能研究所雾霾的基本简介 1 PM2.5对光伏的实验分析 2 目录总结 3 雾霾的基本简介 1 雾霾的组成 1 雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。 2 霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊。 3 雾霾天气是一种大气污染状态，雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，尤其是 PM2.5空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物被认为是造成雾霾天气的 “ 元凶 ” 。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。中国已经把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。 1 固定源各种燃料燃烧源，如发电、石油、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。 2 流动源各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。全球 PM2.5分布情况中国 PM2.5分布情况 6 全球 PM2.5最高的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部。中国黑龙江、西藏、海南三省达标，其余省份均超标。东部地区超标明显，其中山东、河南两省较为严重。人体的危害环境气候的危害 1 细颗粒物对人体健康的危害要更大，因为直径越小，进入呼吸道的部位越深。 2 颗粒的长期暴露可引发心血管病和呼吸道疾病以及肺癌。当空气中 PM2.5的浓度长期高于 10，就会带来死亡风险的上升。 1 PM2.5能影响成云和降雨过程，间接影响着气候变化。 2 PM2.5可能 “分食”水分，使天空中的云滴都长不大，蓝天白云就变得比以前更少；有些条件下， PM2.5会增加凝结核的数量，使天空中的雨滴增多，极端时可能发生暴雨。 PM2.5对光伏的实验分析 2 9 光伏发电系统自身特性传统气象因素雾霾影响影响光伏发电系统因素雾霾形成的本质就是空气中的颗粒物数量和水蒸气量的大幅增加。当太阳辐射经过这样的空气层时，会被大量的吸收、反射和散射，从而到达光伏板上的太阳辐射减弱，产生消光作用。使得光伏板发电量减少。光伏发电和雾霾天气存在关联耦合作用。 1 3 2 PM2.5与辐照度、辐照量、发电量的关系 PM2.5与发电量损失关系 PM2.5与辐照度损失关系上海闵行区一套完整的 3.7KW户用 PV 发电系统日期 PM2.5平均值 2018-1 55.76666667 2017-12 53.93333333 2018-2 44.28571429 2017-4 42.56666667 2017-11 40.93333333 2018-4 40.46666667 2018-3 38.93333333 2017-6 38.23333333 2017-7 31.86666667 2017-5 31.23333333 2017-8 31.13333333 2017-9 25.1 2017-10 23.33333333 PM2.5值日均浓度空气等级 050 035 一级（优） 50100 3575 二级（良） 100150 75115 三级（轻度污染） 150200 115150 四级（中度污染） 200300 150250 五级（重度污染） 300500 250500 六级（严重污染） 13 实验数据的研究与选取 1 选取雾霾严重的 2018年 1月研究（ 1月我国的冷空气活动较多，风速小易造成污染物在近地面层积聚，从而导致雾霾天气多发） 2 选取 1月中的晴好天气，排除阴雨天的影响 3 1月份的风级大多为微风或 1级风连续 4天内同一时间 PM2.5与辐照度的关系 1选取连续 4天（ 1.12-1.15）均为晴天，温度相近。风级为微风。 2采用定量分析法，监测每天正午 12点的 pm2.5与辐照度的关系。 3右图所示， pm2.5逐渐上升过程中，实测辐照度逐渐减小，二者成相反趋势，反之亦然。 1 月 13日 PM2.5 浓度值为最大值 61μg/m3 ，辐照度为连续四天里最小值 467.06w/m2， 1月 14日辐照度为最大值 625.37w/m2，其 PM2.5浓度最小为 20μg/m3 。由此可见， PM2.5浓度值对辐照度有明显影响 1选取 1.26和 1.30具有相同温度及风速相同的两天。风级为微风，日平均气温为 0.3摄氏度，监测中午 9 00到下午 16 00pm2.5与辐照量的关系 2说明不同的时间段对 PM2. 5 会有不同的影响，从一天来看辐照量成抛物线变化。 PM2. 5 与太阳辐照量成反比， PM2. 5 值越大太阳辐照量度越弱， PM2. 5值越小太阳辐照量越强。 2018.1晴好天损失的辐照度 1选取 2018年 1月晴好天在 000 2300之间对实测辐照对与无 PM2.5 辐照度进行计算 2右图所示，在 PM2.5影响下，辐照度损失严重，均集中在 9 00-12 00之间，辐照度损失最大 37.9w/m2，最小 -11.4w/m2。平均辐照度损失 7.4w/m2。随着 PM2.5增大，损失发电量不断增加。发电量（ Kwh）实测 78.4 PM2.5（ 0μg/m3） 85.8 比率 91.4 损失 7.4 1随着 PM2.5的上升，损失照度也在不断上升，且二者关系呈多项式关系。（ 𝑅2 为回归平方和与总离差平方和的比值，这一比值越大，回归效果越显著。） 2由右图，随着 PM2.5的值，有 13μg/m3 增大到 186μg/m3 ，损失的辐照度也相应的由 46.5w/m2增大到 1038w/m2。二者成正相关。 1随着 PM2.5的上升，损失发电量也在不断上升，且二者关系呈线性关系。（ 𝑅2 0.9654，回归效果越显著。） 2由右图，随着 PM2.5的值，有 13μg/m3 增大到 186μg/m3 ，损失发电量也相应的由 0.14Kwh 增大到 3.25Kwh。二者成正相关。总结 3 01 02 03 谢谢 THANK YOU