Lepsze prognozy dla energii słonecznej
Moc wyjściowa w układach koncentracji energii słonecznej i systemach fotowoltaicznych to najtrudniejsze zmienne do przewidzenia. Zarówno topografia, jak i zachmurzenie oraz stężenie aerozoli wpływają na prognozy wykorzystania energii słonecznej. Innymi słowy, opracowywanie wiarygodnych prognoz pogody jest niezbędne dla zapewnienia, że technologie wykorzystujące energię promieniowania słonecznego spełnią założenia czystej energii. Projekt SOLFORRENEW (A comprehensive framework for high-resolution assessment and short-term forecasting of the solar resource for renewable energy applications), ufundowany ze środków UE, miał na celu poprawić skuteczność prognozowania pogody, co jest niezbędne dla prawidłowej gospodarki energią. W ramach projektu podjęto aktywną współpracę z naukowcami z amerykańskiego Centrum Badań Atmosfery (NCAR) w Boulder. NCAR jest jedną z wiodących organizacji pracujących nad modelem Weather Research and Forecasting (WRF), uczestniczących w badaniu i dystrybucji kodu do społeczności zajmujących się badaniem pogody. Najnowsza wersja modelu WRF zakłada istnienie różnych modeli krótkofalowego promieniowania słonecznego do wyboru przez użytkowników. Jednym z nich jest Rapid Radiative Transfer Model for General Circulation Models (RRTMG). W ramach projektu SOLFORRENEW, wykorzystano RRTMG do pomiaru całkowitego promieniowania horyzontalnego, bezpośredniego normalnego promieniowania i promieniowania rozproszonego. W przeprowadzonych modelach wykorzystano dane obserwacyjne dotyczące stężenia aerozoli i pary wodnej pochodzące ze stacji Aerosol Robotic Network (AERONET) oraz spektroradiometru Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) znajdującego się na pokładzie satelity Terra. Rolę aerozolu zbadano, przeprowadzając modelowanie z i bez udziału aerozolu. W warunkach bezchmurnego nieba, głównymi czynnikami determinującymi promieniowanie słoneczne na powierzchni są aerozole, para wodna, albedo i ozon. Ponieważ stopień zróżnicowania albedo i ozonu jest niewielki, wartości te oszacowano z dość dużą dokładnością, przy użyciu sezonowych danych z dziedziny klimatologii już włączonych do modelu WRF. Jednak prognozowanie systemów klimatycznych z dużą dokładnością wymaga wiedzy na temat roli aerozoli w budżecie energetycznym Ziemi, jak to jest opisywane w numerycznych modelach pogody. Dzięki badaniom prowadzonym w ramach projektu SOLFORRENEW, WRF stanie się potężnym narzędziem dla prognozowania energii słonecznej obecnie i w przyszłości.
Słowa kluczowe
Energia słoneczna, zastosowania energii ze źródeł odnawialnych, prognozowanie pogody, model Weather Research and Forecasting
