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