這種設(shè)備可以使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在17座測(cè)量站，每秒進(jìn)行并發(fā)測(cè)量，來(lái)源：國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室

美國(guó)能源部（DOE）國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）生產(chǎn)并提供了豐富的數(shù)據(jù)集，用以說(shuō)明，云彩經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電裝置時(shí)，每秒鐘都會(huì)發(fā)生什么。

17個(gè)測(cè)量站靠近夏威夷檀香山國(guó)際機(jī)場(chǎng)，就在瓦胡島（Oahu）上，收集數(shù)據(jù)都是間隔1秒，全年進(jìn)行收集。

對(duì)這一數(shù)據(jù)集產(chǎn)生極大興趣的，是公用事業(yè)機(jī)構(gòu)，大型光伏（PV）系統(tǒng)開發(fā)人員，氣象預(yù)報(bào)，系統(tǒng)操作員，實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)。

因?yàn)槔斫庠频年幱敖?jīng)過(guò)大型光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)的特點(diǎn)，所以，公用事業(yè)機(jī)構(gòu)的官員可以制定策略，更好地管理這些波動(dòng)，使電網(wǎng)不會(huì)受到不利影響。

可靠的太陽(yáng)光，每一天都照在地球上，同樣可靠的是，云每一天都會(huì)經(jīng)過(guò)，遮蔽植物群和動(dòng)物群、建筑物及山脈，不管怎樣都是這樣。

這些云層經(jīng)過(guò)太陽(yáng)和大型太陽(yáng)能裝置之間的時(shí)候，會(huì)發(fā)生什么呢？在把太陽(yáng)光子轉(zhuǎn)換成電子發(fā)電的效率上，損失了多少？

直到最近之前，這些問(wèn)題在很大程度上是沒(méi)有答案的。

能源部資助的這項(xiàng)研究，是由國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，這項(xiàng)研究支持的夏威夷清潔能源規(guī)劃（HCEI：Hawaii Clean Energy Initiative），是一個(gè)多方面的方案，可以大幅提高夏威夷可再生能源的利用。這項(xiàng)研究還包括通用電氣公司（General Electric），夏威夷電力公司（Hawaiian Electric Company）和夏威夷國(guó)家能源研究所（Hawaiian National Energy Institute）。

這一信息隨后可以用來(lái)預(yù)測(cè)，中型和大型光伏發(fā)電系統(tǒng)每1秒間隔的光伏輸出可能是多少。

所收集的數(shù)據(jù)，“讓我們可以建立一個(gè)太陽(yáng)能監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，精確模擬云究竟如何影響大型光伏發(fā)電系統(tǒng)，”國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室資深科學(xué)家大衛(wèi)•任納（David Renne）說(shuō)。“這種時(shí)間同步數(shù)據(jù)是獨(dú)一無(wú)二的。所有17個(gè)站每秒進(jìn)行的測(cè)量，都完全是在相同時(shí)間。這使得這一陣列可以“看到”云經(jīng)過(guò)，并模擬光伏系統(tǒng)的可能行為。”

“17個(gè)測(cè)量站的每一個(gè)，測(cè)量的太陽(yáng)能都是在太陽(yáng)的可見光譜，是測(cè)量這些光譜到達(dá)地面水平表面時(shí)的情形，”任納說(shuō)。國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室太陽(yáng)能輻射研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員，設(shè)計(jì)了這種設(shè)備，從而可以使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在17座測(cè)量站每秒進(jìn)行并發(fā)測(cè)量。

“數(shù)據(jù)每一秒都必須收集，因?yàn)楣夥l(fā)電系統(tǒng)對(duì)陰影的反應(yīng)非常迅速，”任納說(shuō)。“我們必須確保真正獲得詳細(xì)的波動(dòng)特征，”這就是光伏輸出的陡降和驟升，原因是浮云等因素。

任納指出，該數(shù)據(jù)集可以模擬高達(dá)30兆瓦的公用事業(yè)級(jí)系統(tǒng)。“云可以在很短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致相當(dāng)顯著的上升或下降。”任納說(shuō)，因?yàn)樘?yáng)能發(fā)電成了能源結(jié)構(gòu)中更大的一部分，所以，這些跳躍可以導(dǎo)致電網(wǎng)的波動(dòng)，這些波動(dòng)如果不減輕，就會(huì)引起浪涌、波動(dòng)，以及公用事業(yè)運(yùn)營(yíng)商頭疼的問(wèn)題。

儲(chǔ)存太陽(yáng)能所產(chǎn)生的電力，是處理這些波動(dòng)一種方式。另一種是利用基礎(chǔ)設(shè)施和軟件包來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)。

“如果他們有良好的云模式統(tǒng)計(jì)信息，他們就可以設(shè)計(jì)一些系統(tǒng)，把它們連接在一起，沿著一定的方向，盡量減少云經(jīng)過(guò)時(shí)的影響，并抑制這些波動(dòng)，”任納說(shuō)。

一個(gè)新的見解是，因?yàn)榉浅４蟮奶?yáng)能電池板陣列會(huì)有一種平滑的波動(dòng)，相對(duì)比的是大幅上升和下降，這種情況可能發(fā)生，是因?yàn)樵平?jīng)過(guò)一個(gè)單一的電池板或小型屋頂陣列。

太陽(yáng)能發(fā)電是特別有用的，在炎熱的夏天，對(duì)空調(diào)的需求是最高的。也是在這個(gè)時(shí)候，太陽(yáng)最耀眼，太陽(yáng)能電池板處在產(chǎn)能高峰期。

瓦胡島太陽(yáng)能研究機(jī)構(gòu)（Oahu Solar Energy Study）收集的數(shù)據(jù)屬于夏威夷清潔能源規(guī)劃的合作伙伴，但是，國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室可以共享知識(shí)，這種知識(shí)建立的數(shù)據(jù)集都是基于一秒鐘的間隔，可與全國(guó)各地和世界各地的其他人共享。一年的數(shù)據(jù)值見于國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量和儀表數(shù)據(jù)中心（MIDC：Measurement and Instrumentation Data Center）網(wǎng)站：http://www.nrel.gov/midc。