Виды солнечного излучения
Солнечное излучение, достигающее поверхности Земли, называемое глобальным солнечным излучением, состоит из трех основных компонентов:
- 1. Прямое излучение – Солнечная энергия, достигающая поверхности без рассеивания.
- 2. Рассеянное излучение – Солнечный свет, отраженный или рассеянный атмосферой.
- 3. Отраженное излучение – Солнечная энергия, отраженная от поверхности Земли или окружающих объектов.
При ясной погоде солнечное излучение достигает своего максимального уровня, что критически важно для моделирования фотоэлектрического производства в PVGIS.COM.
Оценка солнечного излучения: наземные измерения против спутниковых данных
Наземные измерения: высокая точность, но ограниченный охват
Самый точный способ измерения солнечного излучения – это использование высокоточных сенсоров, но это требует:
- Регулярной калибровки и обслуживания сенсоров
- Частых измерений (не реже одного раза в час)
- Сбора данных в течение как минимум 20 лет
Однако, поскольку наземные измерительные станции ограничены и распределены неравномерно, спутниковые данные стали более надежной альтернативой.
Спутниковые данные: глобальное покрытие и долгосрочный анализ
Метеорологические спутники, такие как METEOSAT, предоставляют высококачественные изображения, охватывающие Европу, Африку и Азию, с историческими данными за более чем 30 лет.
Преимущества спутниковых данных
- Доступны даже в регионах без наземных станций измерений
- Обновление данных каждые 15-30 минут
- Точные оценки на основе анализа облаков, аэрозолей и водяного пара
Ограничения спутниковых данных
Возможные ошибки в определенных условиях:
-
- Снег может быть ошибочно принят за облака
- Песчаные бури могут быть трудно обнаружены
- Геостационарные спутники не охватывают полярные регионы
Чтобы компенсировать эти ограничения, PVGIS.COM также использует климатические данные реанализа для регионов, не охваченных спутниковыми наблюдениями.
Методы расчета солнечного излучения в PVGIS.COM
PVGIS.COM использует передовые алгоритмы для оценки солнечного излучения на основе следующих источников данных:
- PVGIS-CMSAF и PVGIS-SARAH – Данные для Европы, Африки и Азии
- NSRDB – База данных солнечного излучения для Северной и Центральной Америки
- ECMWF ERA-5 – Климатические модели на основе глобального реанализа
Процесс расчета
- 1. Анализ спутниковых изображений для определения облачности
- 2. Моделирование солнечного излучения в условиях чистого неба, с учетом влияния аэрозолей, водяного пара и озона
- 3. Расчет общего солнечного излучения путем объединения данных о коэффициенте отражения облаков и атмосферных моделей
Возможные источники ошибок
Снег может быть ошибочно интерпретирован как облака, что приводит к занижению значений солнечного излучения
Резкие изменения в уровне аэрозолей (песчаные бури, извержения вулканов) могут не быть немедленно обнаружены
Источники данных и доступность через PVGIS.COM
Спутники METEOSAT – Обеспечивают почасовые данные для Европы, Африки и Азии.
ECMWF ERA-5 – Глобальный реанализ климатических данных.
NSRDB – База данных солнечного излучения для Северной и Центральной Америки.
Эти данные позволяют PVGIS.COM предоставлять практически глобальное покрытие для оценки солнечного излучения и оптимизации фотоэлектрических симуляций.
Заключение
Развитие спутникового дистанционного зондирования и климатического моделирования позволяет PVGIS.COM предоставлять высокоточные оценки солнечного излучения, помогая специалистам по солнечной энергии оптимизировать свои фотоэлектрические системы.
Преимущества PVGIS.COM
Надежные данные, основанные на спутниковых и климатических моделях
Точные симуляции для каждой области для оценки солнечного потенциала
Передовые аналитические инструменты для исследователей и инженеров в области солнечной энергетики