白皮书

应在国家和国际会议的要求,Green Power Labs已经就各种涉及其核心技术的主题做过介绍,包括太阳能技术规划、部署和运作的预测分析。我们在 欧洲光伏太阳能展会(2014), 国际大电网组织年会(2014), 亚洲环保博览会上介绍了经同行评议过的关于太阳能城市规划的论文,电力公司间歇性发电并网组织(UWIG):加州海相层对太阳能资源的影响;国际太阳能产业及光伏工程(上海)展览会暨论坛(SNEC) :太阳能城市规划,奥胡斯太阳能集成技术讲座,太阳能预测性能,加州海相层对太阳能资源的影响;美国气象会议:关于能源和气象参数; 奥胡斯太阳能集成技术讲座,迈向行业标准的太阳能发电预报性能;第四届太阳能建筑学与城市规划能源论坛,布列瑟农/意大利:第七届建筑学与城市规划、太阳与意识国际会议,柏林/德国。详见入选论文。

加拿大大西洋地区的太阳能建筑风格重塑形象

作者:亚历山大·帕夫洛夫斯基、吉姆·弗莱彻、弗拉基米尔·科斯蒂勒夫、Green Power Labs,约翰·克雷斯, 布列瑟农WHW建筑师
 
能源论坛, 2009年12月
 
摘要: 在一个高度依赖化石燃料生产随时可用的、造价低廉的能源的环境下,现代已建成环境已然形成。当今全球能源格局发生了巨大变化;管理建筑物的能源成本显著增长,这一部分消耗了全球大部分的化石燃料资源。近年来,北美和国际上注重开发绿色建筑,为已建成环境制订可持续能源实践。在推进建筑物节能和提高能效的同时,现场清洁能源生产被定位为解决日益增长的能源需求和提高建筑物功能性与舒适性的一个重要的下一步骤。太阳能建筑学,作为一个绿色建筑概念,可解决可持续能源实践和建成环境的三个主要层次的需求:新建筑、现有建筑和社区规划。
 
新建筑的太阳能建筑风格- 依资源而建:包括太阳能建筑原则在内的新建筑物一体化设计,可提供最全面的办法,在一个建筑物的能源结构中利用太阳能。乔金斯化石中心采用了太阳能建筑风格的关键要素,充分利用太阳能资源和太阳能发电技术,采用节能与提高能效措施,与基线比较,降低能耗高达64.5% ,并通过利用现场可再生能源,提供了50%以上的所需能源。
 
现有建筑的太阳能建筑风格- 重塑形象:修改标志性建筑的功能和外观是一个创造和展示可持续能源实践有效方法。航运中心再创作项目表现了太阳能技术应用与现有建筑物重新包覆的有机结合。海事中心是建于上世纪70年代的一个标志性城市建筑。重新包层为这个建筑提供了一个现代的形象,并解决了建筑围护结构和室内空气质量问题,同时还为降低能源需求、增加更多的自然通风和融入可再生能源技术提供了机会。有了对能源消费模式的深刻理解,通过设置储能、围护结构性能和太阳能加热、降温和供电等标准,可减少现有用电峰值期为建筑物采暖和降温的能源消耗。
 
太阳能社区-推进愿景:将太阳能建筑风格原则应用于社区总体规划需要量化社区建筑物和开放地区的潜在太阳能产量。在达尔豪西大学的太阳能建筑概念总体规划中,将太阳能融入大学校园​​总体规划。将太阳能建筑原则应用于社区总体规划中,需对太阳能应用加以量化。在新的达尔豪西大学校园总体规划中,采用了先进的太阳能产生潜力测绘和SolarStar评级系统,以便将太阳能技术融入该社区能源结构中。通过测量各地块全年的日照量,先进的映射也可作为一个校园美化决策工具。
 
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通过整合红外通道自动检测沿海海洋逆温层,推进基于卫星的太阳能资源预测

作者:弗拉基米尔·科斯蒂勒夫、安德烈·科斯蒂勒夫、克里斯·卡特,乍得·马奥尼,亚历山大·帕夫洛夫斯基、托尼·戴耶,Green Power Labs,
达拉斯·尤金·科米尔、列纳·佛兰德,圣迭戈天然气和电力公司,
 
第二届太阳能与里斯本电力系统整合国际研讨会, 2012年11月
 
摘要: 海洋大气边界层是一层或凉爽、潮湿的海洋空气,厚度为几千英尺,紧靠逆温层下面。在沿海地区,随着湿润空气在海洋表面上升,被困后往往被挤压成雾,在雾气上面会形成一层层云。这种现象常见于世界许多地区,对基于卫星的太阳辐射监测和预测构成一个特别的挑战。基于卫星的提前一小时太阳辐射预测通常采用可见光谱卫星图像,从图像中很难自动区分低层云、雾和高空云层。
 
这为云迹跟踪和云量预测提出了一个挑战。圣迭戈天然气和电力公司承担了海相层项目,目的是获取与光伏预测整合的信息,并详细了解预测海相层活动及其对光伏发电的影响所带来的长期利益。为确定气候海相层模式、空间范围和海相层分布,我们分析了可见光和红外光谱卫星图像( GOES WEST)11年的档案(2000 -2010)。基于可见光光谱(VIS)和红外线(IR)图像的交叉分类,确定了的海洋层影响的历史边界。我们已成功地应用了这种方法,其他地方也有应用,对基于普通卫星技术的云反照率进行评估,监测和预报太阳辐射。该方法可以区分云层,并有助于区分低位雾,这是海相层形成的主要原因。我们确定了分析期内每小时、每天的海相层发生概率和最大内陆延伸,以及季节变化模式。圣迭戈天然气和电力公司的服务区是受海相层现象影响最严重的地区,海相层现象发生程度和概率极高。沿海地区受海相层现象影响最为严重,从海岸起可深入陆地50公里之远。
 
圣迭戈天然气和电力公司服务区域的内陆海相层程度最严重的月份是五月,夏季和秋季间逐步退往海岸线。海相层发生概率与该地区的太阳辐射和光伏预测的精度密切相关。沿海地区的光伏发电站点的精准预测遇到了最大的挑战,而内陆地区光伏发电预测则一贯表现良好。通过集成红外卫星频道改进自动化云层分类算法,以及更深刻了解海相层气象起因是改善沿海地区卫星光伏发电预报的关键。
 
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太阳能预测性能 - 迈向行业标准

作者:V. 科斯蒂勒夫和A. 帕夫洛夫斯基,Green Power Labs
 
摘要: 由于太阳能发电部署和普及率在全球范围内的快速增长,太阳能发电预测已经成为可变能源发电整合规划的一项紧迫任务,也是电力公司和独立系统运营商( ISO)面对的重要问题。电力公司和独立系统运营商为他们的核心业务需要天前、小时前,以及小时内的太阳能预测, 太阳能电力生产商和能源交易商也需要高质量的太阳能预测。
 
由于错误地认为太阳辐射预测简单易行,很多时候,人们采用了不可重复的、解释粗劣的或含糊估计的太阳能预测结果。这造成预报服务质量的不确定性,以及可能预测精度带来的不切实际的期望。因此,急需确定一个评估预测性能的通用方法学,建立验证程序,并制订业界认可的太阳能预测性能通用质量标准。在已知预测来源的情况下,可以很容易地对所宣称的太阳能预测质量进行验证。大多数情况下,所提供的太阳能预测是基于公开的数值天气预报( NWP)模型的结果,以及根据一个具体电厂的太阳能资源和所发出电力之间的经验关系估算的。这些预测的质量受限于数值天气预报采用模型的质量,这是已知的限制。少数情况下,太阳辐射是基于专有模型预测的,如基于卫星或基于全天空图像的云量和辐射预测。在此情况下,也有已知的预测精度限制,有助于客观地评估预测服务公司声称的预测精度。
 
本论文提出了一套标准,用于评估小时内、小时前、天前和周前的太阳能预测性能。建议标准是基于合理的方法学和丰富的现场实践,并为可靠的预测机构之间的预测性能比较提供了一个坚实的基础。
 
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用于分布式能量管理的分布式光伏发电预测

作者 : C. Carter, J. Fletcher, V. Kostylev, C. Mahoney, M. Palmer, T. Daye, A. Pavlovski, D. Cormier
 
摘要: 高渗透率的分布式光伏发电资产已经创造了能量管理和控制的新格局,并不断改变着分布式电网的运行环境。2013年,GPL和圣地亚哥电力公司(SDG&E)合作开发了一种集成分布式光伏发电预测技术,并与SDG&E现有分布式能量管理系统进行了集成,从而解决了分布式能源增长的需求。所开发的技术为SDG&E服务区域内超过20,000座分布式光伏电站资产提供配网变压器层次的近实时的发电预测服务,使得其分布式能量管理系统通过集成高精度分布光伏预测提高了实现现有电网设备性能的性能,并且降低了分布式光伏电网渗透的限制。
 
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