Solenergianlæg får hjælp fra satellitter til at forudsige skydække

Produktionen af ​​solenergisystemer er meget afhængig af skydække. Mens vejrudsigt kan bruges til at forudsige mængden af ​​sollys, der når jordbaserede solfangere, skydække er ofte karakteriseret i enkle vendinger, såsom overskyet, delvist skyet eller klart. Dette giver ikke nøjagtige oplysninger til at estimere mængden af ​​sollys, der er tilgængeligt for solenergianlæg.

I denne uge Journal of Renewable and Sustainable Energy , der rapporteres en ny metode til estimering af skyens optiske egenskaber ved hjælp af data fra nyligt lancerede satellitter. Denne nye teknik er kendt som Spectral Cloud Optical Property Estimation, eller OMFANG.

I 2016 NASA begyndte at lancere en ny generation af geostationære operationelle miljøsatellitter, GOES-R-serien. Disse satellitter indtager faste positioner over jordens overflade. Hver er udstyret med flere sofistikerede instrumenter, inklusive Advanced Baseline Imager, eller ABI, som kan detektere stråling fra Jorden ved bestemte bølgelængder.

SCOPE -metoden estimerer tre egenskaber ved skyer, der bestemmer mængden af ​​sollys, der når Jordens overflade. Den første, sky top højde, er den højde, der svarer til toppen af ​​hver sky. Sekundet, sky tykkelse, er simpelthen højdeforskellen mellem en skys top og bund. Den tredje egenskab er skyens optiske dybde, et mål for, hvordan en sky ændrer lys, der passerer gennem den.

Skyer er, i det væsentlige, flydende masser af kondensvand. Vandet antager flere former som flydende dråber eller iskrystaller af varierende størrelse. Disse forskellige former for vand absorberer lys i forskellige mængder, påvirker en skys optiske dybde.

Mængden af ​​absorberet lys afhænger også af lysets bølgelængde. Absorption er især variabel for lys i det bredere infrarøde område af spektret, men ikke så meget for lys i det smallere synlige område.

SCOPE -metoden estimerer samtidig skyetykkelse, tophøjde og optisk dybde ved at koble ABI-sensordata fra GOES-R-satellitter til en atmosfærisk model. To andre input til modellen kommer fra jordbaserede vejrstationer:omgivende temperatur og relativ luftfugtighed ved jorden. Disse bruges til at justere temperatur og gaskoncentration vertikale profiler i modellen.

Nøjagtigheden af ​​de estimerede optiske egenskaber i skyen blev evalueret ved hjælp af et års data fra 2018 for målinger taget på syv jordbaserede steder i USA i løbet af både nat og dag, i alt slags vejr, og for en bred rumlig dækning med 5 minutters intervaller.

"SCOPE kan bruges både dag og nat med pålidelig nøjagtighed, " sagde medforfatter Carlos F.M. Coimbra. "På grund af dets højfrekvente output i dagtimerne, SCOPE er særligt velegnet til at give nøjagtige realtidsestimater af skyoptiske egenskaber til solprognoseapplikationer."