Úvod do Solárneho Žiarenia a Jeho Vplyv na Fotovoltickú Produkciu

solar_pannel

Solárne žiarenie je primárnym zdrojom energie pre fotovoltické (PV) systémy. Slnečná konštanta, meraná na vrchnej časti atmosféry Zeme, je približne 1361-1362 W/m², ale jej hodnota sa mení v závislosti od polohy Zeme na obežnej dráhe. Pri prechode atmosférou dochádza k absorpcii, rozptylu a útlmu žiarenia, najmä v dôsledku oblakov, aerosólov, vodnej pary a atmosférických plynov.

Druhy Solárneho Žiarenia

Solárne žiarenie dopadajúce na povrch Zeme, známe ako globálne solárne žiarenie, sa skladá z troch hlavných zložiek:

  • 1 . Priame žiarenie – Slnečná energia, ktorá dopadá na Zem bez rozptylu.
  • 2 . Difúzne žiarenie – Slnečné svetlo, ktoré bolo odrazené alebo rozptýlené atmosférou.
  • 3 . Odrazené žiarenie – Slnečná energia, ktorá sa odráža od povrchu Zeme alebo okolitých objektov.

Za jasného počasia dosahuje solárne žiarenie svojej maximálnej hodnoty, čo je kľúčové pre modelovanie fotovoltickej produkcie v PVGIS.COM.

Odhad Solárneho Žiarenia: Pozemné Merania vs. Satelitné Dáta

Pozemné Merania: Vysoká Presnosť, ale Obmedzené Pokrytie

Najpresnejším spôsobom merania solárneho žiarenia je použitie vysoko presných senzorov, ale to vyžaduje:

  • Pravidelnú kalibráciu a údržbu senzorov
  • Časté merania (minimálne raz za hodinu)
  • Zber údajov po dobu minimálne 20 rokov

Keďže pozemné meracie stanice sú obmedzené a nerovnomerne rozmiestnené, satelitné dáta sa stali spoľahlivejšou alternatívou.

Satelitné Dáta: Globálne Pokrytie a Dlhodobá Analýza

Meteorologické satelity ako METEOSAT poskytujú vysokokvalitné snímky, ktoré pokrývajú Európu, Afriku a Áziu, s historickými údajmi staršími ako 30 rokov.

Výhody Satelitných Dát

  • Dostupné aj v oblastiach bez pozemných meracích staníc
  • Aktualizácia údajov každých 15-30 minút
  • Spoľahlivé odhady založené na analýze oblakov, aerosólov a vodnej pary

Obmedzenia Satelitných Dát

Možné chyby v určitých podmienkach:

    • Sneh môže byť nesprávne identifikovaný ako oblak
    • Piesočné búrky môžu byť ťažko zaznamenané
    • Geostacionárne satelity nepokrývajú polárne oblasti

Na kompenzáciu týchto obmedzení PVGIS.COM integruje aj klimatické reanalýzy pre oblasti, ktoré nie sú pokryté satelitmi.

Metódy Výpočtu Solárneho Žiarenia v PVGIS.COM

PVGIS.COM používa pokročilé algoritmy na odhad solárneho žiarenia na základe nasledujúcich zdrojov dát:

  • PVGIS-CMSAF a PVGIS-SARAH – Dáta pre Európu, Afriku a Áziu
  • NSRDB – Databáza solárneho žiarenia pre Severnú a Strednú Ameriku
  • ECMWF ERA-5 – Klimatické modely z globálnych reanalýz

Proces Výpočtu

  • 1 . Analýza satelitných snímok na určenie pokrytia oblakmi
  • 2 . Modelovanie solárneho žiarenia v podmienkach jasného počasia, pričom sa zohľadňujú vplyvy aerosólov, vodnej pary a ozónu
  • 3 . Výpočet celkového solárneho žiarenia kombináciou údajov o odrazivosti oblakov a atmosférických modelov

Možné Zdroje Chýb

Sneh môže byť nesprávne identifikovaný ako oblak, čo vedie k podhodnoteniu žiarenia

Náhle zmeny v úrovniach aerosólov (piesočné búrky, sopečné erupcie) nemusia byť okamžite zaznamenané

Zdroje Údajov a Dostupnosť prostredníctvom PVGIS.COM

Satelity METEOSAT – Poskytujú hodinové údaje pre Európu, Afriku a Áziu.

ECMWF ERA-5 – Globálna reanalýza klimatických údajov.

NSRDB – Databáza solárneho žiarenia pre Severnú a Strednú Ameriku.

Tieto údaje umožňujú PVGIS.COM poskytnúť takmer globálne pokrytie pre odhad solárneho žiarenia a optimalizáciu fotovoltických simulácií.

Záver

Pokroky v dálkovom satelitnom snímaní a klimatickom modelovaní umožňujú PVGIS.COM poskytovať vysoce presné odhady solárneho žiarenia, čím pomáhajú odborníkom na solárnu energiu optimalizovať svoje fotovoltické systémy.

Výhody PVGIS.COM

Spoľahlivé údaje založené na satelitných a klimatických modeloch

Presné simulácie pre každú oblasť na odhad produkcie solárnej energie

Pokročilé analytické nástroje pre výskumníkov a inžinierov v oblasti solárnej energie