太阳能利用受气象条件制约明显,影响因素包括辐射量、温度、相对湿度、空气质量等。不利环境条件下光伏装置的发电效率很低,会导致太阳能产量的不稳定和预测的不准确。光伏电站的投资者无法准确评估预期回报,屋顶光伏电站和太阳能集热器等家用设备的使用者无法获知收益与成本回收所需时间,电力企业无法准确预计光伏并网对电网的影响,这些都制约着太阳能利用的发展。若能更好地量化气象因素对太阳能利用的影响,对太阳能利用设施选址、太阳能利用装置的运行维护等有很大益处,更能帮助电网预测出力、优化调度。本文研究了各太阳能利用形式受气象因素的影响,主要工作如下:首先,分析了光伏发电受气象因素影响的机制,并评估了各因素的影响程度。涉及的影响因素包括辐射量、空气质量、气温、相对湿度、风速、光谱分布、光照强度等,其影响程度不一,本文通过显著性检验,确定了主影响因素,验证了其相关性。然后,以光伏电站实际案例和软件仿真计算为佐证,建立了一套考虑了主要气象因素影响的光伏发电效率量化模型。此模型可根据给定环境的气象条件组合,计算太阳能利用率的受影响程度。此外也引入了光热、光热电等利用形式,建立了太阳能多形式互补的综合模型,以光沼微网为例研究了气象因素对系统发电量、供能稳定性的影响。基于上述量化评估体系,针对各太阳能利用形式,从规避气象因素导致的减产、人工营造适宜的环境等方面出发,提出了提升太阳能利用率的具体措施。最后,引入成本分析基于量化模型预估光伏电站的经济效益,对太阳能利用设施的选址及运行提出了建议。太阳能利用设施的选址除了考虑基础的工程因素,也需考虑后续的能源产出和运维成本。通过预先分析当地气象条件,能大致推算该太阳能利用设施的产出投入比是否能达到预期。这对太阳能利用设施的选址、运行等多个环节有积极意义。综上,本文通过量化气象因素对太阳能利用效率的影响,填补了考虑多因素的光伏发电效率量化模型的空白,计算了不同气象条件下的太阳能利用率及项目经济效益,对太阳能应用与推广有参考价值。