太陽放射の種類
地球の表面に到達する 全球放射（グローバルソーラーラジエーション） は、以下の 3 つの成分で構成されます：
- 1. 直達放射 – 大気の影響を受けずに直接地表に到達する太陽光。
- 2. 散乱放射 – 大気中で反射または散乱されて地表に届く光。
- 3. 反射放射 – 地面や周囲の障害物から反射された太陽光。
晴天時には、太陽放射が最大値に達し、これは PVGIS.COM による太陽光発電の予測において重要な要素です。
太陽放射の評価：地上測定 vs. 衛星データ
地上測定：高精度だが範囲が限定的
地上測定 は最も正確な方法ですが、以下の条件が必要です：
- センサーの定期的な校正とメンテナンス
- 最低 1 時間ごとの測定
- 少なくとも 20 年以上のデータ蓄積
ただし、地上測定ステーションの数は限られており、地理的に偏っているため、衛星データが信頼できる代替手段となっています。
衛星データ：グローバルカバレッジと長期分析
METEOSAT などの気象衛星は、ヨーロッパ、アフリカ、アジア の高解像度画像を提供し、30 年以上 のデータ履歴を持っています。
衛星データの利点
- 地上測定ステーションがない地域でも利用可能
- 15〜30 分ごとにデータ更新
- 雲、エアロゾル、水蒸気の分析による正確な推定
衛星データの制限
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- 雪が雲と誤認される可能性
- 砂嵐を正確に検出するのが難しい場合がある
- 静止衛星は極地をカバーできない
これらの制限を補うために、PVGIS.COM は衛星データが不足している地域では気候再解析データを利用します。
PVGIS.COM による太陽放射の計算方法
PVGIS.COM は高度なアルゴリズムを使用して太陽放射を推定し、以下のデータソースを利用します：
- PVGIS-CMSAF および PVGIS-SARAH – ヨーロッパ、アフリカ、アジア における太陽放射データ。
- NSRDB – 北米および中米 における太陽放射データベース。
- ECMWF ERA-5 – 気候モデルの再解析データ。
計算プロセス
- 1. 衛星画像の分析による雲の分布の特定。
- 2. 晴天時の放射量のモデリング（エアロゾル、水蒸気、オゾンの影響を考慮）。
- 3. 雲のアルベド（反射率）と大気モデルを組み合わせて全球放射を計算。
発生する可能性のある誤差
積雪が雲として誤認されることがあり、放射量の推定が低くなる可能性がある。
砂嵐や火山噴火によるエアロゾルの短期的な変化を即座に捉えるのが難しい。
PVGIS.COM によるデータの提供と利用可能性
METEOSAT 気象衛星 – ヨーロッパ、アフリカ、アジア に対し、1 時間ごとのデータを提供。
ECMWF ERA-5 – 全球の気候データの再解析モデル。
NSRDB – 北米および中米 における太陽放射データベース。
このようなデータを使用することで、PVGIS.COM は地球規模での太陽放射推定を可能にし、太陽光発電のシミュレーションを最適化できます。
結論
衛星リモートセンシングと気候モデリングの進歩 により、PVGIS.COM は高精度の太陽放射推定を提供し、太陽光発電の専門家がシステムの効率を最大化できるようにサポートします。
PVGIS.COM のメリット
- 衛星と気候モデルを統合した信頼性の高いデータ。
- 各地域に最適化された太陽光発電シミュレーション。
- 研究者やエンジニア向けの高度な分析ツール。