4. 微电网光伏资源评估与发电量估算
光伏资源评估的数据基础与计算链路
光伏发电量估算的核心是把“太阳资源—组件表面接收—温度修正—系统损失”逐级折算。工程上常用简化模型：
- 峰值日照时数法：年发电量 ≈ 装机容量 × 峰值日照小时数 × 系统效率。适合方案阶段快速估算。
- 逐时/逐月法：用水平面总辐射 GHI、散射比、倾角修正系数 Ktilt、温度系数 γ、系统效率 PR 逐时计算，精度更高。
需要准备的数据：当地水平面总辐射（或直接辐射+散射辐射）、月平均气温、组件安装倾角与方位角、遮挡物高度与距离、组件温度系数、系统效率（含逆变器、线损、灰尘、失配等）。
可开发容量评估
可开发容量受可用面积、组件效率、间距系数和遮挡约束共同限制：
- 可用面积法：Pinst = Ausable × ηmodule × GSTC，其中 GSTC=1000 W/m²。
- 间距折减：前后排间距 D = h × cos(αs) / tan(θmin)，θmin 取冬至日 9:00~15:00 不遮挡的太阳高度角。
- 屋顶/地面约束：扣除检修通道、女儿墙阴影、设备区后得到净可用面积。
示例：可用面积 600 m²，组件效率 21%，间距折减系数 0.75，则 Pinst ≈ 600 × 0.75 × 0.21 × 1000 / 1000 = 94.5 kWp，取整 95 kWp。
典型日与全年发电量估算
以某地水平面年总辐射 1400 kWh/m²、最佳倾角修正系数 1.08 为例，倾斜面年辐射 Htilt ≈ 1512 kWh/m²。取 PR=0.80、遮挡损失 3%、温度修正 0.93：
- 年发电量 ≈ 95 × 1512 × 0.80 × 0.97 × 0.93 ≈ 103,600 kWh
- 典型日（按年均日辐射 4.14 kWh/m² 折算）≈ 95 × 4.14 × 1.08 × 0.80 × 0.97 × 0.93 ≈ 284 kWh
若采用逐月法，可将各月 Htilt 与月均温代入，得到逐月发电量曲线，用于与负荷曲线匹配分析。
快速校核：年利用小时数 = Eyear / Pinst ≈ 1090 h。若当地资源较好（Htilt>1600 kWh/m²），年利用小时数可达 1200~1400 h；若遮挡严重或 PR 偏低，可能降至 900 h 以下。
注意：以上数值为教学示例，实际项目必须使用当地气象站或权威数据库（如 NASA POWER、Meteonorm、SolarGIS）的辐射数据，并核实组件温度系数、系统效率等参数。遮挡分析建议用专业软件（PVsyst、Helioscope）进行三维建模验证。