Technical Guidance for Evaluating Selected Solar Technologies on Airports/机场太阳能技术评估技术指南

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• 机场选定太阳能技术评估技术指南（联邦）

[1]

尽管上述“检索列表”中包含了完整的详细研究，但以下提及的数据要么是研究对象的解释，要么是直接摘自报告的内容。

自20世纪90年代初以来，太阳能已逐渐发展成为主流可再生能源。太阳能为机场和航空业提供了满足现场电力需求和降低能源成本的机会。尽管太阳能在各个领域都被视为有益的，但在航空领域尤其如此，它也带来了一些新的未知问题。其中最大的问题据称是眩光（或反射）和通信系统频率干扰的可能性。上述两个问题以及其他一些挑战促使美国联邦航空管理局（FAA）对这项技术进行审查并制定了审批流程。

对于机场环境而言，光伏发电系统可以安装在不用于航空活动的地方，因此对机场或其他开发项目而言价值不大。[1]

正是由于机场拥有充足的空间以及自身巨大的电力需求，才引起了电力行业对机场的浓厚兴趣！但在继续推进之前，航空业还面临着一些特有的新挑战——

除了机场赞助商在财务自给自足和机场收入保留方面的联邦义务以及国家环境政策之外，这里还有三个主要问题需要关注：

在缺乏其他信息的情况下，通常使用 1000W/m² 作为估算太阳能电池板所接收太阳能的数值。桑迪亚国家实验室的研究人员指出，当 7-11 W/m²（或 650-1100 流明/m²）的太阳能照射到眼睛时，会导致短暂性失明，持续时间为 4-12 秒（即视力恢复所需时间）。[2]

必须考虑反射光是“镜面反射”还是“漫反射”。镜面反射是一种更集中的光反射类型，通常发生在光滑抛光的反射面上。目前尚不清楚光伏面板镜面反射光的确切百分比。除极少数特殊情况外，闪光致盲只能由镜面反射引起。[1]

美国联邦航空管理局 (FAA) 没有针对机场太阳能设施和潜在眩光的具体标准，因此所需的眩光分析类型可能有所不同。根据场地具体情况（例如，现有土地用途、项目位置和规模），可接受的评估可能涉及以下一个或多个评估级别：[1]

（1）与控制塔、飞行员和机场官员协商，对潜在影响进行定性分析。

（2）与美国联邦航空管理局塔台人员协调，在拟建场地进行太阳能电池板示范性现场测试。

（3）几何分析确定预测发生冲击的日期和时间。

• 评估基准反射率条件 - 需要考虑光伏发电产生的眩光与机场现有眩光源（如建筑物、倾斜的棚屋、水体等）之间的关系。
• 几何分析 - 由于太阳的位置随着时间和季节不断变化，因此有必要检查太阳能光伏板的反射特性及其影响。
• 现场测试 - 由于实际数据可能与预测有所不同，因此需要不时地在现场对样品进行实际测试。

并非所有讨论的对象都一定是发电厂，但之所以这样称呼他们，是因为他们节约了用于解决特定目的的电力。

• 这些系统利用大型反射面阵列，将太阳能聚焦到一个固定点，从而产生强烈的热量。

优势——加热后的流体可用于储存能量，并在之后输送能量。

缺点- 中央接收塔肯定会侵犯空域，还会带来反射率（由于它是基于反射而不是吸收，与太阳能光伏发电相比，这是主要问题）、热羽流、雷达干扰等问题。

• 顾名思义，它们是水加热板，并不发电。这种方法适用于需要用电供暖且电力需求持续不断的地区。

优势——不存在反射率、热羽流、雷达干扰甚至空域入侵等问题。

缺点——与机场系统相比，更适合国内使用。

• 系统利用墙壁上的吸热金属表面，将太阳能集中用于空气加热，从而实现通风。

优势——不存在反射率、热羽流、雷达干扰甚至空域入侵等问题。

缺点——这些系统在阳光充足、供暖季节长的气候条件下尤其有效。

需要注意的是，并非机场系统内的所有空地都可用于太阳能发电。以下提到的地点必须明确说明——[1]

• 建筑限制线
• 克利尔韦
• 无物体区域
• 滑行道安全区
• 无障碍区域
• 跑道保护区（RPZ）
• 跑道安全区（RSA）
• 滑行道无障碍区域

在确定拟建太阳能项目与航空活动的兼容性时，应考虑以下因素-[1]

• 项目不能位于跑道无障碍物区、跑道安全区、滑行道无障碍物区或滑行道安全区内。
• 该项目无法穿透定义空域下限（包括禁飞区）的假想表面。
• 该项目必须证明眩光不会影响空域安全。
• 该项目必须使用未指定用于航空活动的机场用地，或者申请正式的土地释放或土地用途变更。

RPZ——顾名思义，通常不适用于任何类型的建筑，但也有例外情况，例如“弗雷斯诺优胜美地国际机场的太阳能项目选址”，经过适当考虑后，做出了一些例外。

完成了两个项目，一个采用单轴跟踪系统，另一个采用固定安装——事实证明，固定安装更有盈利能力，因为它更坚固耐用，受风、灰尘、磨损的影响更小，从而降低了维护成本和频率！

该机场之所以选择RPZ区域，是因为发现该区域由于其相对于空中交通的位置，不适合任何需要人员定期驻守的土地用途。此外，无人值守设施也仅限于低矮结构，不会侵入进近区。基于这些原因，该地块价值不高，因此非常适合建设太阳能项目。

这是一个解决机场+太阳能合作三大主要问题的绝佳例子。

• 面板与最近的雷达系统保持至少 500 英尺的距离。
• 面板的放置位置考虑到了空中交通管制塔，并确保面板产生的眩光在一年中的任何时候都不会造成问题。
• 这些面板位于距离跑道约 400 英尺处，避免了穿透假想的空域表面。

目前光伏电池板的发电效率约为可用总能量的6%至20%。相比之下，化石燃料燃烧的效率约为28%。此外，随着电池板老化和性能下降，其效率也会降低（平均每年下降约0.5%）。

• 机场附近有固定水体，我们能否安装漂浮式太阳能板？（节省大量空间，可能解决眩光、空域等问题，可能需要更长的传输距离，而且可能不属于机场所有）
• 跑道保护区（RPZ）是值得探索的未开发区域。一般来说，美国联邦航空管理局（FAA）不建议机场在跑道保护区内建设太阳能项目。但是，FAA会根据具体情况审查个别机场的提案，例如弗雷斯诺优胜美地国际机场提出的提案。
• 空域渗透？？？
  • 美国联邦航空管理局表示——目前尚不清楚光伏面板镜面反射光的确切百分比。然而，由于面板是平整光滑的表面，因此可以合理假设大部分光线以镜面反射的方式反射，这与从粗糙表面反射的光线有着本质区别。

在缺乏其他信息的情况下，通常使用 1000W/m² 作为估算太阳能板所受辐射能量的指标。桑迪亚国家实验室的研究人员指出，当 7-11 W/m²（或 650-1100 流明/m²）的辐射强度照射到眼睛时，会导致短暂性失明，持续时间为 4-12 秒（即视力恢复所需时间）。根据前面提到的太阳辐照度值，这意​​味着典型的光伏板大约会反射 20 W/m² 的辐射。这与水的反射率接近。

• 为了最大限度地减少意外眩光，空中交通管制塔台和飞机驾驶舱的窗户都涂有防反射玻璃，操作人员也会佩戴偏光眼镜。太阳能电池板可能产生的眩光也应在此背景下考虑。任何考虑建设太阳能光伏项目的机场都应首先评估机场现有的眩光来源以及已采取措施减轻眩光的有效性。
• 目前尚不清楚光伏面板镜面反射光的确切百分比。
• 由于太阳能电池板反射光的强度会随着距离的增加而减弱，因此一个值得探讨的问题是：为了避免闪光致盲，需要与太阳反射面保持多远的距离？已知该距离与所讨论的阵列尺寸成正比[3]，但仍需进一步研究才能完全解答。一个能够评估固定（塔台）和移动（飞机）敏感接收器潜在影响的航空专用动态模型将是一个有益的工具[1]。

用户：Anurag