Dane o otoczeniu kluczem do sukcesu

Natężenie promieniownia słonecznego, jest to wartość średniej mocy promieniowania słonecznego przypadająca na jednostkę powierzchni. Można ją mierzyć w watach na metr kwadratowy [W/m2]. Wielkość tego parametru przypadająca na dany obszar jest zmienna w czasie. Zależy przede wszystkim od pory roku, pory dnia, a także zjawisk klimatycznych, zachmurzenia oraz zanieczyszczenia powietrza.

Dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych ten parametr – natężenie promieniowania jest kluczowe, bo to od niego zależeć będzie, ile energii wygeneruje układ. Znając wielkość promieniowania słonecznego w danym czasie, można by dostosować do niej ilość zużycia energii elektrycznej. Taka opcja jest szczególnie atrakcyjna dla lokalnych producentów energii, którzy wykorzystują ją głównie na własne potrzeby. Szczegółowe prognozy umożliwiłyby efektywniejsze wykorzystanie zasobów energii słonecznej.

Niezawodna prognoza wielkości promieniowania słonecznego

Naukowcy z Uniwersytetu w Uppsali opracowali model przewidywania zmian w natężeniu promieniowania słonecznego. Model MCM (z ang. Markov chain mixture) opiera swe działanie na procesach Markowa. Jest to ciąg zdarzeń, w którym prawdopodobieństwo wystąpienia danej akcji zależy od poprzednich wyników. Ten matematyczny model dzieli promieniowanie słoneczne na poziomy, a następnie liczy prawdopodobną wartość nasłonecznienia, jaka przypadnie na każdy z nich w danym okresie czasu.

Dzięki takiej analizie można określić kiedy i pomiędzy którymi poziomami nastąpi zmiana natężenia promieniowania słonecznego.

Twórcy tego rozwiązania oraz inni naukowcy przeprowadzili serię testów modelu MCM. Został on zestawiony z innymi modelami wzorcowymi. Jedno z badań porównywało model MCM z pięcioma różnymi punktami odniesienia, w celu określenia jego względnej wydajności . Testy wykazały, że nowy sposób przewidywania wielkości natężenia jest niezwykle wiarygodny i daje najlepsze jak dotąd wyniki prognozowania. Rezultaty pracy innowacyjnego rozwiązania, po porównaniu z rzeczywistymi obserwacjami wykazały wysokie podobieństwo wyników. Model MCM szczególnie dobrze sprawdził się podczas przewidywania wielkości promieniowania słonecznego na najbliższy okres czasu.

Praktyczne wykorzystanie przewidywania natężenia promieniowania słonecznego

Po osiągnięciu dobrych wyników testów dotyczących działania nowego modelu, naukowcy mają nadzieję na wykorzystanie go w przyszłości w specjalistycznych układach. Przewidują, że to rozwiązanie znajdzie zastosowanie przy magazynowaniu energii w akumulatorach. Wiedza na temat wielkości natężenia promieniowania słonecznego umożliwiłaby dostosowywanie cen energii, a to z kolei zwiększyłoby opłacalność magazynowania.

Dalsze działania naukowe oraz współpraca z firmami umożliwiłyby przeprowadzenie kolejnych badań, tym razem na rzeczywistych systemach fizycznych.

Model MCM okazał się nie tylko skutecznym narzędziem, ale także prostym w budowie i obsłudze. Przewidywanie wielkości promieniowania słonecznego za jego pośrednictwem doprowadziłoby do bardziej świadomego i efektywnego wykorzystywania energii słonecznej.

Opracowano na podstawie: Uppsala University, solardaily.com

Redakcja GLOBEnergia