這種設(shè)備可以使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在17座測量站，每秒進(jìn)行并發(fā)測量，來源：國家可再生能源實驗室

美國能源部（DOE）國家可再生能源實驗室（NREL）生產(chǎn)并提供了豐富的數(shù)據(jù)集，用以說明，云彩經(jīng)過太陽能發(fā)電裝置時，每秒鐘都會發(fā)生什么。

17個測量站靠近夏威夷檀香山國際機場，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。

對這一數(shù)據(jù)集產(chǎn)生極大興趣的，是公用事業(yè)機構(gòu)，大型光伏（PV）系統(tǒng)開發(fā)人員，氣象預(yù)報，系統(tǒng)操作員，實驗室和大學(xué)。

因為理解云的陰影經(jīng)過大型光伏發(fā)電系統(tǒng)時的特點，所以，公用事業(yè)機構(gòu)的官員可以制定策略，更好地管理這些波動，使電網(wǎng)不會受到不利影響。

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

這些云層經(jīng)過太陽和大型太陽能裝置之間的時候，會發(fā)生什么呢？在把太陽光子轉(zhuǎn)換成電子發(fā)電的效率上，損失了多少？

直到最近之前，這些問題在很大程度上是沒有答案的。

能源部資助的這項研究，是由國家可再生能源實驗室進(jìn)行的，這項研究支持的夏威夷清潔能源規(guī)劃（HCEI：Hawaii Clean Energy Initiative），是一個多方面的方案，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）和夏威夷國家能源研究所（Hawaiian National Energy Institute）。

這一信息隨后可以用來預(yù)測，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太陽能監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，精確模擬云究竟如何影響大型光伏發(fā)電系統(tǒng)，”國家再生能源實驗室資深科學(xué)家大衛(wèi)•任納（David Renne）說。“這種時間同步數(shù)據(jù)是獨一無二的。所有17個站每秒進(jìn)行的測量，都完全是在相同時間。這使得這一陣列可以“看到”云經(jīng)過，并模擬光伏系統(tǒng)的可能行為。”

“17個測量站的每一個，測量的太陽能都是在太陽的可見光譜，是測量這些光譜到達(dá)地面水平表面時的情形，”任納說。國家再生能源實驗室太陽能輻射研究實驗室的研究人員，設(shè)計了這種設(shè)備，從而可以使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在17座測量站每秒進(jìn)行并發(fā)測量。

“數(shù)據(jù)每一秒都必須收集，因為光伏發(fā)電系統(tǒng)對陰影的反應(yīng)非常迅速，”任納說。“我們必須確保真正獲得詳細(xì)的波動特征，”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)級系統(tǒng)。“云可以在很短時間內(nèi)導(dǎo)致相當(dāng)顯著的上升或下降。”任納說，因為太陽能發(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，這些波動如果不減輕，就會引起浪涌、波動，以及公用事業(yè)運營商頭疼的問題。

儲存太陽能所產(chǎn)生的電力，是處理這些波動一種方式。另一種是利用基礎(chǔ)設(shè)施和軟件包來穩(wěn)定電網(wǎng)。

“如果他們有良好的云模式統(tǒng)計信息，他們就可以設(shè)計一些系統(tǒng)，把它們連接在一起，沿著一定的方向，盡量減少云經(jīng)過時的影響，并抑制這些波動，”任納說。

一個新的見解是，因為非常大的太陽能電池板陣列會有一種平滑的波動，相對比的是大幅上升和下降，這種情況可能發(fā)生，是因為云經(jīng)過一個單一的電池板或小型屋頂陣列。

太陽能發(fā)電是特別有用的，在炎熱的夏天，對空調(diào)的需求是最高的。也是在這個時候，太陽最耀眼，太陽能電池板處在產(chǎn)能高峰期。

瓦胡島太陽能研究機構(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，國家可再生能源實驗室可以共享知識，這種知識建立的數(shù)據(jù)集都是基于一秒鐘的間隔，可與全國各地和世界各地的其他人共享。一年的數(shù)據(jù)值見于國家再生能源實驗室的測量和儀表數(shù)據(jù)中心（MIDC：Measurement and Instrumentation Data Center）網(wǎng)站：http://www.nrel.gov/midc。