国家标准太阳能资源方法

国家标准《太阳能资源评估方法》

编制说明

一、工作简况

1、任务来源

本标准题目为《太阳能资源评估方法》，项目编号20150587-T-416。

本标准由中国气象局公共气象服务中心、中国气象局风能太阳能资源中心联合编写。

本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会风能太阳能气候资源分技术委员会(SAC/TC540/SC2)归口。

2、编制目的

我国的太阳能资源十分丰富，大规模开发利用太阳能资源对于我国调整能源结构、改善环境质量、应对气候变化等均具有重要意义。

近年来我国太阳能开发利用开速发展，科学地评估太阳能资源是国家制定太阳能发展规划的基础，也是太阳能工程建设的基本前提。

随着太阳能资源数据的应用越来越深入，数据的来源和处理方法也越来越多元化，太阳能资源评估中，除涉及的气象部门实测的和基于日照百分率计算的太阳辐射数据之外，还有大量的太阳能电站现场短期实测数据，以及根据卫星反演或数值模拟等方法得到的长序列格点化数据，这些数据也可用于太阳能资源评估。在国内外太阳能资源评估相关的文献和实践中，上述数据的处理和使用方法并未形成规范

性文件，不利于对我国的太阳能资源形成客观、准确的认识。为适应太阳能资源开发利用的需要，规范我国太阳能资源评估工作，特制订本标准。

太阳能开发方式多种多样，每种方式利用的太阳辐射能量有差异，例如按照一定角度放置的平板式光伏组件利用的是倾斜面上接收到的总辐射，而光热发电则利用的是法向直接辐射，而不同辐射数据的来源、计算和处理方法均存在较大差异，很难在一项标准中给出符合所有利用方式的太阳能资源评估方法。因此，本标准以水平面总辐射为主要指标，对到达地球表面的太阳能资源进行评价，这样也使得不同地区的太阳能资源具有可比性。下一步，我们还将在此基础上，逐步制定针对光伏发电、光热发电以及其他利用方式的太阳能资源评估方法相关标准。

3、主要工作过程

（1）2015年8月中国气象局下发了气象标准研制通知《中国气象局政策法规司关于下达2015年～2016年气象标准制修订计划的通知(气法函[2015]36号)》，成立编写小组，明确了目标任务。

（2）2015年9月正式立项，项目编号为20150587-T-416，项目名称为《太阳能资源评估方法》。

（3）2016年7月，形成工作组讨论稿。

（4）2016年7月至2017年12月，充分研究现场短期实测数据、卫星反演及数值模拟等方法得到的长序列格点化数据在太阳能资源

评估中的应用。

（5）2017年12月，完成征求意见稿。

4、国家标准主要起草人及单位

本标准主要起草人：申彦波、王香云、常蕊。

本标准由中国气象局公共气象服务中心负责起草。

本标准协作单位为中国气象局风能太阳能资源中心。

申彦波：标准起草的牵头人，主要负责整个标准的框架结构设计，协调编制小组工作，起草标准稿和编制说明。

王香云：太阳能资源评估方法调查研究。

常蕊：太阳能资源代表年数据确定方法研究。

二、编制原则和确定国家标准主要内容

1、编制原则

本标准的编制遵循以下原则:

(1)科学性

太阳能开发利用项目的成败在很大程度上取决于太阳能资源评估结果的准确度，因此太阳能资源评估的准确度成为太阳能资源开发利用的首要要求。无论是国家宏观规划还是对投入产出的决策把握都必须依赖于对太阳能资源的把握，因此，太阳能资源评估方法的科学性对于太阳能发电工程具有十分重要的意义。

(2)前瞻性

随着科学技术的发展，太阳能资源利用技术也都不断地在完善和提高，因此，本标准在太阳能资源评估方法中必须考虑到未来可能的

发展需求。

(3)适用性

本标准太阳能资源评估数据分为短期实测数据和长序列数据，并分别给出了基于短期实测数据和长序列数据的太阳能资源评估的基本思路，提供了国内外可参考的经典方法，以确保标准的适用性。

(4)可操作性

本标准除给出每种方法的基本思路和参考方法外，还明确了每种方法的适用范围，在什么样的数据条件下可以采取哪种合理的方法，具有较强的可操作性。

2、确定本国家标准主要内容的论据

（1）太阳能资源数据

本标准参照《太阳能资源测量总辐射》（GB/T 31156-2014）、《地面气象辐射观测资料质量控制》（QX/T 117-2010），从气候学界限值、内部一致性、变化范围等3个方面对太阳能资源各要素的数据合理性进行检验。

在短期实测数据处理中，本标准参考了《风电场风能资源评估方法》(GBT 18710-2002)中关于有效数据完整率统计和数据插补、订正方法等。

太阳能资源代表年数据确定方法参考了常蕊、申彦波等的研究论文《太阳能资源典型年挑选方法的适用性对比研究》，该项研究以中国现有辐射观测资料为基础，综合利用近30年（1985-2014年）的风速、气温、湿度和露点温度等资料，通过综合气象条件相似分析

技术，构建了太阳能资源评估典型年挑选的Sandia方法，即 TMY法。以我国9个代表观测站为例，重点对比分析了TMY法、气候平均法和频率最大法在典型年挑选方面的适用特点，结果发现：（1）TMY法和气候平均法挑选的典型年水平面年总辐射曝辐量接近，而频率最大法的挑选结果则偏离较大；（2）TMY法和气候平均法挑选的典型月辐射曝辐量之间的差值存在较明显的波动，且这种波动与天气复杂程度有关；（3）TMY法对典型大气环境具有较好的代表性，但在应用中需要大量气象观测数据的支撑；（4）气候平均法仅需要引入太阳辐射曝辐量的观测值，便于快速有效地应用，但所选典型年缺少气候代表性。

在太阳能资源数据分析与评价中，以国家标准《太阳能资源等级总辐射》（GB/T 31155-2014）为依据，要求基本的太阳能资源评价结论包括但不限于：1）评估目标的水平面总辐射年辐照量及丰富等级；2）评估目标的太阳能资源主要时间变化特征及水平面总辐射稳定度等级；3）评估目标的太阳能资源成分及直射比等级。

三、主要预期的经济效果

明确太阳能资源评估的基本方法，以及不同数据条件下的评估原理并给出评估方法和适用范围，在太阳能发电领域可以提高工程项目设计、建设以及效益的合理性和准确性具有明显的经济效益。

四、采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况本标准为自主研制标准，未采用国际标准。