Pengenalan kepada Sinaran Matahari dan Kesan terhadap Pengeluaran Tenaga Suria

solar_pannel

Sinaran matahari ialah sumber tenaga utama bagi sistem fotovoltaik (PV). Pemalar suria, yang diukur di bahagian atas atmosfera bumi, adalah kira-kira 1361-1362 W/m², tetapi nilai ini boleh berubah bergantung kepada kedudukan orbit bumi. Apabila sinaran matahari melalui atmosfera, ia mengalami penyerapan, penyebaran dan pelemahan, terutamanya disebabkan oleh awan, aerosol, wap air dan gas atmosfera.

Jenis Sinaran Matahari

Sinaran matahari yang sampai ke permukaan bumi, dikenali sebagai sinaran global, terdiri daripada tiga komponen utama:

  • 1 . Sinaran terus – Tenaga matahari yang sampai ke permukaan bumi tanpa mengalami penyebaran.
  • 2 . Sinaran serakan – Cahaya matahari yang dipantulkan atau tersebar oleh atmosfera.
  • 3 . Sinaran pantulan – Tenaga matahari yang dipantulkan daripada permukaan bumi atau halangan berdekatan.

Dalam keadaan langit cerah, sinaran matahari mencapai tahap maksimum, yang penting untuk pemodelan pengeluaran tenaga fotovoltaik dalam PVGIS.COM.

Anggaran Sinaran Matahari: Pengukuran Darat vs. Data Satelit

Pengukuran Darat: Ketepatan Tinggi tetapi Liputan Terhad

Kaedah paling tepat untuk mengukur sinaran matahari adalah dengan menggunakan sensor berketepatan tinggi, tetapi ini memerlukan:

  • Penentukuran dan penyelenggaraan sensor secara berkala
  • Pengukuran yang kerap (sekurang-kurangnya sekali setiap jam)
  • Pengumpulan data selama sekurang-kurangnya 20 tahun

Namun, kerana stesen pengukuran darat adalah terhad dan tidak tersebar secara merata, data satelit telah menjadi alternatif yang lebih dipercayai.

Data Satelit: Liputan Global dan Analisis Jangka Panjang

Satelit meteorologi seperti METEOSAT menyediakan imej beresolusi tinggi yang meliputi Eropah, Afrika dan Asia, dengan rekod data sejarah lebih daripada 30 tahun.

Kelebihan Data Satelit

  • Tersedia walaupun di kawasan yang tiada stesen pengukuran darat
  • Kemaskini data setiap 15-30 minit
  • Anggaran yang boleh dipercayai berdasarkan analisis awan, aerosol dan wap air

Kelemahan Data Satelit

Kemungkinan kesilapan dalam keadaan tertentu:

    • Salji mungkin disalah anggap sebagai awan
    • Ribut pasir mungkin sukar dikesan
    • Satelit geostasionari tidak meliputi kawasan kutub

Untuk mengatasi kelemahan ini, PVGIS.COM juga menggabungkan data analisis semula iklim untuk kawasan yang tidak diliputi oleh satelit.

Kaedah Pengiraan Sinaran Matahari dalam PVGIS.COM

PVGIS.COM menggunakan algoritma canggih untuk menganggarkan sinaran matahari berdasarkan sumber data berikut:

  • PVGIS-CMSAF dan PVGIS-SARAH – Data untuk Eropah, Afrika dan Asia
  • NSRDB – Pangkalan data sinaran matahari untuk Amerika Utara dan Tengah
  • ECMWF ERA-5 – Data model iklim daripada analisis semula global

Proses Pengiraan

  • 1 . Menganalisis imej satelit untuk menentukan liputan awan
  • 2 . Memodelkan sinaran matahari dalam keadaan langit cerah, dengan mengambil kira kesan aerosol, wap air dan ozon
  • 3 . Mengira jumlah sinaran matahari dengan menggabungkan data pantulan awan dan model atmosfera

Sumber Kesalahan yang Berpotensi

Salji mungkin disalah anggap sebagai awan, menyebabkan anggaran sinaran yang lebih rendah

Perubahan mendadak dalam tahap aerosol (ribut pasir, letusan gunung berapi) mungkin tidak dikesan serta-merta

Sumber Data dan Ketersediaan melalui PVGIS.COM

Satelit METEOSAT – Menyediakan data setiap jam untuk Eropah, Afrika dan Asia.

ECMWF ERA-5 – Analisis semula data iklim global.

NSRDB – Pangkalan data sinaran matahari untuk Amerika Utara dan Tengah.

Data ini membolehkan PVGIS.COM menawarkan liputan hampir global untuk anggaran sinaran matahari dan meningkatkan simulasi fotovoltaik.

Kesimpulan

Kemajuan dalam teknologi penderiaan jauh satelit dan pemodelan iklim membolehkan PVGIS.COM memberikan anggaran sinaran matahari yang sangat tepat, membantu pakar tenaga solar mengoptimumkan sistem fotovoltaik mereka.

Kelebihan PVGIS.COM

Data yang boleh dipercayai berdasarkan model satelit dan iklim

Simulasi yang tepat untuk setiap wilayah bagi menganggarkan pengeluaran tenaga solar

Alat analisis lanjutan untuk penyelidik dan jurutera dalam bidang tenaga solar