แนะนำรังสีดวงอาทิตย์และผลกระทบต่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์

solar_pannel

รังสีดวงอาทิตย์ เป็นแหล่งพลังงานหลักที่ใช้ในระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ค่าคงที่ของรังสีดวงอาทิตย์ ที่ขอบบรรยากาศอยู่ที่ประมาณ 1361-1362 W/m² แต่ค่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโลกในวงโคจรของมัน เมื่อรังสีดวงอาทิตย์ผ่านชั้นบรรยากาศ มันจะได้รับผลกระทบจาก การดูดซับ การกระเจิง และการลดทอน ซึ่งส่วนใหญ่มาจาก เมฆ ฝุ่นละออง ละอองน้ำ และก๊าซในชั้นบรรยากาศ

ประเภทของรังสีดวงอาทิตย์

รังสีดวงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นโลกเรียกว่า รังสีรวมจากดวงอาทิตย์ (Global Solar Radiation) และแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก:

  • 1 . รังสีตรง (Direct Radiation) – พลังงานแสงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นโลกโดยไม่มีการกระเจิง
  • 2 . รังสีกระจาย (Diffuse Radiation) – รังสีที่ถูกกระจายตัวโดยชั้นบรรยากาศและสะท้อนกลับลงมายังพื้นโลก
  • 3 . รังสีสะท้อน (Reflected Radiation) – พลังงานแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากพื้นดินหรือวัตถุใกล้เคียง

ในสภาพอากาศแจ่มใส รังสีดวงอาทิตย์จะมีความเข้มสูงสุด ซึ่งเป็นค่าที่จำเป็นสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ใน PVGIS.COM

การประมาณค่ารังสีดวงอาทิตย์: การวัดภาคพื้นดินเทียบกับข้อมูลดาวเทียม

การวัดภาคพื้นดิน: แม่นยำแต่มีข้อจำกัดด้านพื้นที่

การวัดรังสีดวงอาทิตย์ที่ แม่นยำที่สุด ทำได้โดยใช้ เซ็นเซอร์ความละเอียดสูง แต่ต้องมีเงื่อนไขดังนี้:

  • การสอบเทียบและบำรุงรักษาเซ็นเซอร์เป็นประจำ
  • การวัดอย่างสม่ำเสมอ (อย่างน้อยหนึ่งครั้งต่อชั่วโมง)
  • การเก็บรวบรวมข้อมูลอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 20 ปีขึ้นไป

แต่เนื่องจาก สถานีวัดภาคพื้นดินมีจำนวนจำกัด และกระจายไม่ทั่วถึง ข้อมูลดาวเทียม จึงเป็นทางเลือกที่น่าเชื่อถือมากขึ้น

ข้อมูลดาวเทียม: ครอบคลุมทั่วโลกและมีประวัติระยะยาว

ดาวเทียม METEOSAT ให้ภาพถ่ายความละเอียดสูงที่ครอบคลุม ยุโรป แอฟริกา และเอเชีย โดยมีข้อมูลย้อนหลังมากกว่า 30 ปี

ข้อดีของข้อมูลดาวเทียม

  • ครอบคลุมทุกพื้นที่ แม้ในจุดที่ไม่มีสถานีภาคพื้นดิน
  • อัปเดตข้อมูลทุก 15-30 นาที
  • การวิเคราะห์ที่แม่นยำขึ้นโดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับเมฆ ฝุ่นละออง และไอน้ำในชั้นบรรยากาศ

ข้อจำกัดของข้อมูลดาวเทียม

ความคลาดเคลื่อนในบางกรณี:

    • หิมะอาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นเมฆ
    • พายุฝุ่นอาจตรวจจับได้ยาก
    • ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรคงที่อาจไม่สามารถครอบคลุมบริเวณขั้วโลกได้

เพื่อแก้ปัญหานี้ PVGIS.COM ยังใช้ข้อมูลจากการวิเคราะห์สภาพอากาศย้อนหลังเพื่อเพิ่มความแม่นยำในพื้นที่ที่ไม่มีการครอบคลุมของดาวเทียม

วิธีการคำนวณรังสีดวงอาทิตย์ใน PVGIS.COM

PVGIS.COM ใช้อัลกอริธึมขั้นสูงเพื่อประมาณค่ารังสีดวงอาทิตย์ โดยใช้แหล่งข้อมูลต่อไปนี้:

  • PVGIS-CMSAF และ PVGIS-SARAH – ข้อมูลสำหรับ ยุโรป แอฟริกา และเอเชีย
  • NSRDB – ฐานข้อมูลรังสีดวงอาทิตย์สำหรับ อเมริกาเหนือและอเมริกากลาง
  • ECMWF ERA-5 – ข้อมูลแบบจำลองภูมิอากาศระดับโลก

กระบวนการคำนวณ

  • 1 . วิเคราะห์ภาพจากดาวเทียม เพื่อตรวจสอบความหนาแน่นของเมฆ
  • 2 . สร้างแบบจำลองรังสีดวงอาทิตย์ในสภาวะที่ไม่มีเมฆ โดยพิจารณาผลกระทบจากฝุ่นละออง ไอน้ำ และโอโซน
  • 3 . คำนวณรังสีดวงอาทิตย์รวม โดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับการสะท้อนของเมฆและแบบจำลองบรรยากาศ

ปัจจัยที่อาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อน

หิมะอาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นเมฆ ทำให้ค่าประมาณรังสีต่ำกว่าความเป็นจริง

พายุฝุ่นหรือการปะทุของภูเขาไฟอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของฝุ่นละอองที่ไม่สามารถตรวจจับได้ทันที

แหล่งข้อมูลและการเข้าถึงผ่าน PVGIS.COM

ดาวเทียม METEOSAT – ให้ข้อมูลรายชั่วโมงสำหรับ ยุโรป แอฟริกา และเอเชีย

ECMWF ERA-5 – ฐานข้อมูลสภาพอากาศย้อนหลังระดับโลก

NSRDB – ฐานข้อมูลรังสีดวงอาทิตย์สำหรับ อเมริกาเหนือและอเมริกากลาง

ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้ PVGIS.COM สามารถให้การคาดการณ์รังสีดวงอาทิตย์ที่แม่นยำและช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการจำลองพลังงานแสงอาทิตย์

สรุป

ด้วย ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีดาวเทียมและการสร้างแบบจำลองสภาพอากาศ PVGIS.COM สามารถให้ค่าประมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่แม่นยำสูง ซึ่งช่วยให้ ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานแสงอาทิตย์สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบของพวกเขาได้

ข้อดีของ PVGIS.COM

การรวมข้อมูลจากดาวเทียมและแบบจำลองภูมิอากาศเพื่อให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้

การจำลองที่แม่นยำสำหรับแต่ละพื้นที่เพื่อคำนวณผลผลิตพลังงานแสงอาทิตย์

เครื่องมือขั้นสูงสำหรับนักวิจัยและวิศวกรในการวิเคราะห์พลังงานแสงอาทิตย์