Τύποι Ηλιακής Ακτινοβολίας
Η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της Γης, γνωστή ως ολική ηλιακή ακτινοβολία, αποτελείται από τρία κύρια στοιχεία:
- 1 . Άμεση ακτινοβολία – Η ηλιακή ενέργεια που φτάνει στην επιφάνεια της Γης χωρίς σκέδαση.
- 2 . Διαχυμένη ακτινοβολία – Το ηλιακό φως που ανακλάται ή διαχέεται από την ατμόσφαιρα.
- 3 . Αντανακλώμενη ακτινοβολία – Η ηλιακή ενέργεια που αντανακλάται από το έδαφος ή τα γύρω εμπόδια.
Σε συνθήκες καθαρού ουρανού, η ηλιακή ακτινοβολία φτάνει στη μέγιστη τιμή της, γεγονός που είναι κρίσιμο για την προσομοίωση της φωτοβολταϊκής παραγωγής στο PVGIS.COM.
Εκτίμηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας: Μετρήσεις Εδάφους έναντι Δεδομένων Δορυφόρου
Μετρήσεις Εδάφους: Υψηλή Ακρίβεια αλλά Περιορισμένη Κάλυψη
Ο πιο ακριβής τρόπος μέτρησης της ηλιακής ακτινοβολίας είναι μέσω αισθητήρων υψηλής ακρίβειας, αλλά αυτό απαιτεί:
- Τακτική βαθμονόμηση και συντήρηση των αισθητήρων
- Συχνές μετρήσεις (τουλάχιστον μία ανά ώρα)
- Συλλογή δεδομένων για τουλάχιστον 20 χρόνια
Δεδομένου ότι οι επίγειοι σταθμοί μέτρησης είναι περιορισμένοι και άνισα κατανεμημένοι, τα δορυφορικά δεδομένα έχουν γίνει μια πιο αξιόπιστη εναλλακτική λύση.
Δορυφορικά Δεδομένα: Παγκόσμια Κάλυψη και Μακροχρόνια Ανάλυση
Μετεωρολογικοί δορυφόροι όπως ο METEOSAT παρέχουν υψηλής ανάλυσης εικόνες, καλύπτοντας την Ευρώπη, την Αφρική και την Ασία, με ιστορικά δεδομένα που εκτείνονται πάνω από 30 χρόνια.
Πλεονεκτήματα των Δορυφορικών Δεδομένων
- Διαθέσιμα ακόμη και σε περιοχές χωρίς επίγειους σταθμούς μέτρησης
- Ενημερώσεις δεδομένων κάθε 15-30 λεπτά
- Αξιόπιστες εκτιμήσεις που βασίζονται στην ανάλυση νεφών, αερολυμάτων και υδρατμών
Περιορισμοί των Δορυφορικών Δεδομένων
Πιθανά σφάλματα σε συγκεκριμένες συνθήκες:
-
- Το χιόνι μπορεί να εκληφθεί λανθασμένα ως σύννεφο
- Οι αμμοθύελλες μπορεί να είναι δύσκολο να ανιχνευθούν
- Οι γεωστατικοί δορυφόροι δεν καλύπτουν τις πολικές περιοχές
Για την αντιμετώπιση αυτών των περιορισμών, το PVGIS.COM ενσωματώνει επίσης δεδομένα κλιματικών επαναναλύσεων για περιοχές που δεν καλύπτονται από δορυφόρους.
Μέθοδοι Υπολογισμού της Ηλιακής Ακτινοβολίας στο PVGIS.COM
Το PVGIS.COM χρησιμοποιεί προηγμένους αλγόριθμους για να εκτιμήσει την ηλιακή ακτινοβολία, με βάση τις ακόλουθες πηγές δεδομένων:
- PVGIS-CMSAF και PVGIS-SARAH – Δεδομένα για Ευρώπη, Αφρική και Ασία
- NSRDB – Βάση δεδομένων ηλιακής ακτινοβολίας για Βόρεια και Κεντρική Αμερική
- ECMWF ERA-5 – Κλιματικά δεδομένα από παγκόσμιες επαναναλύσεις
Διαδικασία Υπολογισμού
- 1 . Ανάλυση δορυφορικών εικόνων για τον προσδιορισμό της νέφωσης
- 2 . Μοντελοποίηση ηλιακής ακτινοβολίας υπό συνθήκες καθαρού ουρανού, λαμβάνοντας υπόψη τις επιδράσεις των αερολυμάτων, των υδρατμών και του όζοντος
- 3 . Υπολογισμός της συνολικής ηλιακής ακτινοβολίας μέσω συνδυασμού δεδομένων ανακλαστικότητας νεφών και ατμοσφαιρικών μοντέλων
Πιθανές Πηγές Σφαλμάτων
Το χιόνι μπορεί να ερμηνευθεί λανθασμένα ως σύννεφο, οδηγώντας σε υποεκτίμηση της ακτινοβολίας
Απότομες μεταβολές στα επίπεδα αερολυμάτων (αμμοθύελλες, ηφαιστειακές εκρήξεις) μπορεί να μην ανιχνευθούν αμέσως
Πηγές Δεδομένων και Διαθεσιμότητα μέσω PVGIS.COM
Δορυφόροι METEOSAT – Παρέχουν ωριαία δεδομένα για Ευρώπη, Αφρική και Ασία.
ECMWF ERA-5 – Παγκόσμια επαναναλυμένα κλιματικά δεδομένα.
NSRDB – Βάση δεδομένων ηλιακής ακτινοβολίας για Βόρεια και Κεντρική Αμερική.
Αυτά τα δεδομένα επιτρέπουν στο PVGIS.COM να παρέχει σχεδόν παγκόσμια κάλυψη για την εκτίμηση της ηλιακής ακτινοβολίας και τη βελτιστοποίηση των φωτοβολταϊκών προσομοιώσεων.
Συμπέρασμα
Οι εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση μέσω δορυφόρου και την κλιματική μοντελοποίηση επιτρέπουν στο PVGIS.COM να παρέχει εξαιρετικά ακριβείς εκτιμήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας, βοηθώντας επαγγελματίες στον τομέα της ηλιακής ενέργειας να βελτιστοποιήσουν τα φωτοβολταϊκά τους συστήματα.
Οφέλη του PVGIS.COM
Αξιόπιστα δεδομένα από δορυφορικά και κλιματικά μοντέλα
Ακριβείς προσομοιώσεις για κάθε περιοχή για εκτίμηση της ηλιακής παραγωγής
Προηγμένα αναλυτικά εργαλεία για ερευνητές και μηχανικούς ηλιακής ενέργειας