光伏发电短期预测研究进展综述(光伏发电趋势分析)

光伏发电是什么？在我国未来几年的发展前景如何？对普通人有何影响？

人们运用太阳能的历史时间能够上溯到人类的起源时期。在地球变暖、人们绿色生态环境恶化、不可再生能源资源短缺并导致环境污染的局势下，光伏发电在全球范围之内遭受十分重视，发展趋势迅速。从长期看，光伏发电终究会以分散型开关电源进到电力系统，并部份替代不可再生能源；从最近看，光伏发电能够做为不可再生能源的填补，处理独特主要用途和偏远没电地域民用型日常生活用电需求，从生态环境保护及新能源发展战略上面具备巨大的含义。我们今天就来讨论一下中国光伏发电的现状以及市场前景。

光伏发电具备很多特点，可以信赖、无噪音、零污染，动能到处可获得，不会受到地域限制，不需要耗费然料，无机械设备旋转构件，设备故障率低，维护保养简单，能够无人化，建网站周期时间短，经营规模尺寸随便，不用搭建电力线路，能够便捷与房屋建筑紧密结合等。这种优势全是基本发电量和别的发电方式所不可以及的。

现阶段中国的光伏发电销售市场主要运用于偏远地区乡村电气自动化、通讯和工业应用及其太阳能光伏发电产品，包含太阳能道路路灯、地埋灯、太阳能交通指示灯及其太阳能景观亮化等。因为费用非常高，投运光伏发电现阶段还处在示范性环节。

在我国的光伏发电虽无法摆脱国家补贴存活，但行业发展前景已见转好：发电成本降低、行业利润提高以致政府部门顺应环境污染而发布的新能源政策。中国上半年度光伏发电装机量为773亿千瓦，同期相比急升1.33倍。但与国家能源局定下全年度装机量总体目标1,780亿千瓦的43%。如果后半年要合格，寓意后半年装机量将逾1,000亿千瓦，同期相比急增近四成，有益光伏产业。

中国制定了光伏发电近远期建设规划，由于传统式不可再生能源的资源贫乏，可再生资源的耗费比例逐年增加，光伏发电的比例也是提升快速。依据整体规划预测分析，到2050年中国的光伏装机做到2000GW，发电量达2600TWh，占全国各地总发电能力的26%。伴随着当代生产工艺的提升，光伏发电的转换效率将逐渐增强，发电成本可能大幅降低，以致于光伏发电的价钱在一定程度上面小于基本电费。

尽管现阶段光伏产业遭遇一些问题，但中国新能源产业的发展趋势总体积极主动稳步发展。现阶段国家能源局已经编写光伏发电十三五规划，促进政府补贴兑付，推动科技进步及产业结构升级，这些都将为光伏产业的未来发展助推。

光伏电站月度同比怎么算

1MW 屋顶光伏电站年发电量计算

1）1MW 屋顶光伏电站所需电池板面积

一块235MW 的多晶电池板面积1.65*0.992=1.6368㎡，1MW 需要1000000/235=4255.32块电池，电池板总面积

1.6368*4255.32=6965㎡

2）年平均太阳辐射总量计算

上海倾角等于当地纬度斜面上的太阳总辐射月平均日辐照量H

由于太阳能电池组件铺设斜度正好与当地纬度相同，所以在计算辐照量时可以直接采用表中所列数据(2月份以2 8天记) 。

年平均太阳辐射总量=Σ(月平均日辐照量×当月天数)

结算结果为5 5 5 5．3 3 9 MJ／(m 2·a) 。

3）理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*

光电转换效率=5555.339*6965*17.5%

=6771263.8MJ=6771263.8*0.28KWH=1895953.86KWH =189.6万度

4）实际发电效率

太阳电池板输出的直流功率是太阳电池板的标称功率。在现场运行的太阳电池板往往达不到标准测试条件，输出的允许偏差是5％，因此，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0．9 5的影响系数。

随着光伏组件温度的升高，组f ：l 二输出的功率就会下降。对于晶体硅组件，当光伏组件内部的温度达到5 0-7 5℃时，它的输出功率降为额定时的8 9％，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0．8 9的影响系数。

光伏组件表面灰尘的累积，会影响辐射到电池板表面的太阳辐射强度，同样会影响太阳电池板的输出功率。据相关文献报道，此因素会对光伏组件的输出产生7％的影响，在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0．9 3的影响系数。

由于太阳辐射的不均匀性，光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出，

因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和。

另外，还有光伏组件的不匹配性和板问连线损失等，这些因素影响太阳电池板输出功率的系数按0．9 5计算。

并网光伏电站考虑安装角度因素折算后的效率为0．8 8。

所以实际发电效率为O ．9 5 * 0．8 9 * 0．9 3* 0．9 5 X*0．8 8=6 5．7％。

5）系统实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率 =189.6*0.9 5 * 0．8 9 *0．9 3* 0．9 5 * 0．8 8=189.6*6 5．7％=124.56万度

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家庭太阳能光伏发电系统成本和收益分析 屋顶光伏电站非常灵活,相比较地面电站来说有较大优势.装机容量可大可小,根据用户需求和屋顶面积大小来确定装机容量.能够利用太阳能分散性,灵活利用闲置屋顶进行投资,从长期来说经济性较好.尤其是工商业屋顶建设屋顶光伏电站,不仅能够节约一部分用电,节约一部分电费,同时还有国家补贴.经济效益和社会效益能够完美结合. 但是从光伏电站角度来说,作为一种新能源,依然有很多人对

太阳能预测有哪些方法

光伏发电分为离网和并网两种形式，随着光伏并网技术的成熟与发展，并网光伏发电已成为主流趋势。由于大规模集中并网光伏发电系统容量的急速增加，并网光伏发电系统输出功率固有的间歇性和不可控等缺点对电网的冲击成为制约并网光伏发电的重要元素。太阳能光伏发电系统发电量受当地太阳辐射量、温度、太阳能电池板性能等方面因素的影响。其中太阳辐射强度的大小直接影响发电量的多少，辐射强度越大，发电量越大，功率越大。

太阳辐射受季节和地理等因素的影响，具有明显的不连续性和不确定性特点，有着显著的年度变化、季节变化和日变化周期，且大气的物理化学状况如云量、湿度、大气透明度、气溶胶浓度也影响着太阳辐射的强弱。

美国、欧洲、日本等发达国家对太阳能光伏发电预测方法的较早的进行了研究与实验。我国太阳能光伏发电预测技术起步较晚，少数几个知名大学相继开展了以建模、仿真为主的技术研究。本文对对太阳能光伏发电的预测方法进行了分析与总结，归纳了各种预测方法的优点及不足，为国内太阳能光伏发电行业的发展提供重要依据。

1 太阳能光伏发电预测原理

当前，对太阳能光伏发电预测的研究主要集中在太阳能辐射强度的预测上。太阳辐射的逐日或逐时观测数据构成了随机性很强的时间序列，但太阳辐射序列的内部仍有某种确定性的规律，只有充分了解掌握太阳能光伏发电的特点、变化规律，才能建立符合实际情况的预测模型及方法。

太阳辐射分为直接太阳辐射和散射太阳辐射。直接太阳辐射为太阳光通过大气到达地面的辐射；散射太阳辐射为被大气中的微尘、分子、水汽等吸收、反射和散射后，到达地面的辐射。散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。太阳总辐射强度的影响因素包括：太阳高度角、大气质量、大气透明度、海拔、纬度、坡度坡向、云层。

太阳能光伏发电预测是根据太阳辐射原理，通过历史气象资料、光伏发电量资料、卫星云图资料等，运用回归模型、人工神经网络、卫星遥感技术、数值模拟等方法获得预测信息，包括太阳高度角、大气质量、大气透明度、海拔、纬度、坡度坡向、云层等要素，根据这些要素建立太阳辐射预报模型。

2 太阳能光伏发电预测方法分析

太阳能变化趋势主要受到当地地理条件和气象条件的影响。地理条件的影响有明显规律，可以根据当地经纬度计算出全年太阳的运行轨迹，并结合光伏电池阵列自身的参数计算出太阳能变化的一个总体变化趋势。但该趋势并不能反映出几小时内，甚至不能反映出几天内的太阳能变化的大致情况。

气象条件对于太阳辐射的影响是最直接的。要实现几小时内的太阳能趋势预报，就必须找到根据气象条件推算出太阳能趋势的计算方法。近年来，随着太阳能产业的飞速发展，对太阳能光伏发电预测要求的不断增加，发达国家对太阳能光伏发电预测的研究较早、发展较快。目前，我国对太阳能光伏发电预测技术的研究还处于起步阶段，需进一步深入研究与实验。

太阳能辐射的预测方法主要有三大类：

第一类：基于历史气象数据和光伏发电量数据的研究，采用统计学方法进行分析建模；

第二类：基于卫星云图资料数据和地面监测资料数据，通过卫星、雷达图象处理，计算出实时太阳能辐射的预报方法；

第三类：基于数值天气预报的预测方法。

2.1 第一类预测方法

第一类预测方法，其模型的建立不考虑太阳辐射变化的物理过程，通过对历史观测数据资料进行分析和处理，以历史发电量预报未来发电量。一般采用回归模型预测、神经网络等数学方法，建立光伏发电系统与气象要素相关性的统计模型，进行发电量预测。该方法模型构造及运算方法较为简单，但只适应于发电量变化不大的平稳时间序列，对于发电量变化较大的时间序列，误差较大。

2.1.1 回归模型预测

回归模型预测根据历史资料，，找出天气变化与太阳辐射的关系及其变化规律，建立可以进行数学分析的数学模型，对未来的太阳辐射进行预测。该方法其特点是将预测目标的因素作为变量，将预测目标作为常量。利用给定的多组变量和常量资料，研究各种变量之间的关系。利用得到的回归方程式来表示变量与常量之间的相对关系，从而达到预测太阳辐射的目的。在大量的实验与实践中得出，变量误差较大，尤为正午时误差明显。

回归模型预测对于非线时间序列的太阳辐射数据预测结果并不理想。人工神经网络方法较回归模型预测误差较小。

2.1.2 人工神经网络

人工神经网络方法采用神经网络技术，建立发电量与太阳总辐射、板温的函数模型，历史数据结合效果较好。目前研究最多的是应用误差反向传播算法（BP算法）进行短期预期。该算法的主要思路为将历史数据和影响太阳辐射最大的几类因素作为输入量输入人工神经网络，经过输入层、隐含层和输出层中各种数据运算从而生成输出量；再以设定误差为目标函数对人工神经网络权值进行反复修正与完善，直至达到设定误差值。

在传统统计无法满足要求时，可利用人工神经网络进行预测方法，但该方法同样基于历史气象数据进行预测，发电量预报严重依赖于太阳总辐射预报准确： 未能找出影响光伏发电量的关键逐时气象要素，对突发及随机的天气变化预测较难控制。 2.2 第二类预测方法

第二类预测方法主要利用卫星遥感技术完成太阳辐射的预测。卫星遥感是指以人造卫星为传感器平台的观测活动，是通过勘测地球大气系统发射或反射的电磁辐射而实现的。它包括对地观测以及面向太空环境的观测活动，其中对地观测是目前卫星遥感的主要内容高空间分辨率图像数据和地理信息系统紧密结合，为太阳辐射预测提供了可高依据。

1960年，第一颗泰罗斯卫星将第一幅可见光云图传送至地球，使人们看到了用卫星遥感的巨大潜力。从此，以气象卫星技术的逐步完善为开始，又逐渐出现了遥感地球大气、地球表面陆地、海洋特征以及监测地球环境的各种卫星。

美国的卫星遥感技术一直处于世界领先地位，代表了卫星遥感技术的发展水平。欧洲、加拿大、日本等国都在大力发展研究遥感技术。我国的第一颗地球同步气象卫星“风云2号”，于1997年6月10升空，标志着我国卫星遥感技术迈上了新的台阶。

经过大量的研究与实践表明，卫星遥感技术获取的小时地面辐射数据与地面观测的辐射数据偏差较大，最大误差可达到均方根误差20%-25%。因此如何更好的较小误差，准确的统计、预测将成为遥感技术的发展方向。

2.3 第三类预测方法

第三类预测方法主要利用数值模拟方法进行预测，即用数学物理模式对大气状况进行分析，用高速计算机求解进行预报的方法。该方法根据描述大气运动规律的流动力学和热力学原理建立方程组，确定某个时刻大气的初始状态后，就可通过数学方法求解，计算出来某个时间大气的状态，就是通常所说的天气形势及有关的气象要素如温度、风、降水、辐照度等。数值模拟预测方法预测的时间较长，目前，可预测40 h甚至更长的数据。

数值模拟方法中的气象和环境因素最为复杂，难以精确确定，所以预报的误差不仅存在，对于短时又特别复杂的变化，准确度更是大大降低。因此精准度的提高一直是目前研究的重点和难点。

新能源光伏产业链是否进入了“寒冬期”？

恰恰相反，光伏产业链刚刚进入快速增长的“春天”！

2019年11月，国际可再生能源署IRENA发布《Future of solar photovoltaic（太阳能光伏未来）》报告，预测2050年全球累计光伏装机容量将会达到约8519GW。截至2020年底全球累计光伏装机760.4GW，需要新增装机7758.6GW，增量数值高达2020年底前全球累计光伏装机容量的10.2倍。

2019年，国家发改委能源研究所发布《中国2050年光伏发展展望（2019）》报告，预测到2025年，我国光伏总装机规模达到7.3亿千瓦（730GW，相当于2020年底的2.9倍）；2030年的光伏装机规模将成为所有电源类型的第一位，2035年光伏发电量将成为所有电源类型的第一位；到2035年，光伏总装机规模达到30亿千瓦(3000GW，相当于2020年底的11.9倍)；到2050年，光伏将成为中国的第一大电源，光伏发电总装机规模达到50亿千瓦(5000GW，相当于2020年底的19.8倍)，占全国总装机的59%,全年发电量约为6万亿千瓦时，占当年全 社会 用电量的39%。

上面这还是2019年的预测，随着2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的“双碳承诺”做出，国家推动清洁能源特别是光伏的力度将会进一步加大，实际进展可能比上面的预测还要快。

在这样的背景下，光伏产业链的“寒冬期”还能到来吗？

寒冬一说是从何谈起呢？

目前光伏转化效率已经接近25%，光伏光伏发电成本已经远远低于火电，技术上不存在问题。

政策上，3060碳达峰碳中和规划已经列为国家级战略，以县为单位整建制推进光伏一体式化建筑如火如荼，各地装机量一直稳中有升！

本月光伏企业市值如上，虽然近期部分光伏企业处于短期高位，股价存在一定的消化中和的时间，但是未来光伏行业机会还很多。

光伏产业链硅料、硅片、电池片、组件价格稍有下降，但是整体稳定，随着需求和产能同时释放，未来光伏行业机会多多！

新能源光伏产业链这个赛道没有问题，不会进入寒冬期，答案如下；（1）从长期大的战略看，国家实现3060碳中和目标，需要构建以光伏风电等新能源为主的新型电力系统，国家需要大力发展光伏产业。（2）从近期看，目前光伏评价上网，不需要政府补贴，某些地方光伏发电成本比水电火电便宜，国家更愿意发展光伏新能源。对于电网来说需要解决大量新能源电站的消纳问题，当前电网公司给的解决方案是新能源电站整加储能，让光伏新能源电站也具备一次调频能力，具备和火电机组同样的特性，完美的解决了新能源的消纳问题。

没有，都是运费惹得祸！

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