为应对能源危机和气候变暖，发展可再生能源已成为世界各国的共识。光伏发电技术是目前最具应用前景的太阳能利用方式之一。在全球，光伏发电装机规模逐年加速扩大。光伏发电虽不会产生温室气体和其他污染物，但光伏电池把部分太阳能转化为电能，改变了地表能量平衡。随着光伏电场规模的不断扩大，这种改变势必会对局地及周边地区的天气和气候产生影响。
中国科学院西北生态环境资源研究院(筹)高晓清团队依托“863”项目支持，在青海省格尔木市戈壁下垫面首次开展光伏电站气候环境效应的实证研究，定量揭示了光伏电站的局地气候环境效应。
研究发现，光伏电站在夜间有保温效应，在白天有降温效应。因光伏电池板的存在，改变了戈壁下垫面特征，站内外反照率有明显差异。虽然光伏电站是一个能量汇，而因光伏阵列将部分辐射能转换为电能输出，导致站内地表温度低于站外。在冬季，站外各层土壤温度均明显高于站内，光伏电站是冷源。土壤热传导率表现为站内高于站外，反映出光伏电站内土壤湿度大于站外，光伏电站对土壤有增湿效应。站内2m气温的月均值高于站外是由于光伏电池板发电过程中放热造成的，站内10m气温的月均值低于站外，说明在10m高度上光伏电站的整体气候环境已有显现。光伏阵列的存在使得站内2m空气相对湿度减小，10m有所增加。
该研究有利于科学评估光伏电站对局地气候的影响，对合理开发太阳能和建设光伏电站工程具有重要指导意义。研究成果具有较强实用性，同时还与区域经济和能源战略、环境保护密不可分，具有明显的经济效益和社会效益。
该研究项目受到国家高技术研究发展计划(“863”计划)课题“光伏电站功率预测技术与环境关系研究”(2011AA05A302)、中科院知识创新工程重要方向项目“大型光伏电站功率预测技术开发示范及与气候环境关系研究”共同资助。研究成果发表于《太阳能学报》。
