Lmp solar reroucesassessment.ru

485 views
288 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
485
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
11
Actions
Shares
0
Downloads
6
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Lmp solar reroucesassessment.ru

  1. 1. Оценка солнечных ресурсов ЛЮИС МАРТИН РОМАРЕС IrSOLaVSolar Technology Advisors S.L.Plaza de Manolete, 2, 11-C28020 MadridTel. +34 91 383 58 20 Февраль 2013г.
  2. 2. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  3. 3. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  4. 4. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Вступление Оценка солнечных ресурсов - необходимый первый шаг для изучения любой энергосистемы. Цель – определение объема солнечной радиации на конкретном месте для ее использования в конкретной солнечной технологии. В качестве исходной информации необходимы данные касательно источника и технологии. Классификация методологий: классическая оценка (путем выполнения измерений) и оценка по спутниковым снимкам.
  5. 5. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS ВступлениеПолучив данные солнечной радиации, возможно:  измерить ее: глобальная?, рассеянная? Прямая нормальная?  и/или извлечь необходимую переменную (классическая оценка)  рассчитать, используя спутниковые снимки или NWPM (в основном глобальную).  и / или извлечь необходимую переменную (классическая оценка) Получив данные солнечной радиации, можно выполнить временные ряды для имитации. Но прежде всего необходимо изучить природу солнечного ресурса.
  6. 6. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  7. 7. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙРАДИАЦИИСолнечная энергия достигает поверхности в прерывистом виде циклично или периодически: Дневной цикл: составляет 50% общей доступности дневных часов. Другое воздействие дневного цикла – модуляция получаемой энергии в течение дня. Сезонная цикл: модуляция получаемой энергии в течение года.
  8. 8. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙРАДИАЦИИ: Низкая плотность Максимально возможное количество солнечной радиации, получаемой поверхностью атмосферы на 1 АЕ (астрономическая единица) составляет 1367 Вт/м2 Для получения высокой выходной мощности необходимы поверхности крупных размеров. Для увеличения плотности необходимо применить концентрацию. Ограничение концентрации A limitation to concentration is that this only has any effect on the direct component of solar radiation.
  9. 9. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙРАДИАЦИИ: Географическиеизменения В условиях ясного неба: солнечная радиация зависит, главным образом, от широты. Широтный эффект эквивалентен изменению угла падения солнечной радиации. Для модуляции получаемой энергии можно использовать:  Отслеживатель солнца  Наклон плоскости Наклон принимающей плоскости означает:  изменение широтного эффекта  Изменение ежегодного распределения
  10. 10. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙРАДИАЦИИ: Случайные ситуации Солнечная радиация на поверхности земли меняется с изменением климатических условий. Ясное небо бывает не везде и не всегда. Широта указывает на максимальный диапазон, но полученная энергия определяется местными климатическими условиями.
  11. 11. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  12. 12. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSОТНОШЕНИЕ ЗЕМЛЯ-СОЛНЦЕ:Расстояние от Солнца до Земли Земля вращается вокруг солнца по эллиптической орбите в центре которой находится Солнце. Сумма солнечной радиации, достигающей Земли, обратно пропорциональна квадрату расстояния до Солнца. Это расстояние изменяется в астрономических единицах (АЕ), равное среднему расстоянию от Земли до Солнца.
  13. 13. Солнечная постоянная и SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSсолнечная геометрия Это – сумма солнечной энергии, падающей на 1м2 поверхности перпендикулярной к солнечным лучам на расстоянии 1 АЕ. Незначительно меняется со временем, но может рассматриваться как постоянная. Ион = 1367 Вт/м2.(WRC). Солнечная радиация участвует в несколь-ких электромагнитных спектральныхдиапазонах. Солнечная геометрия - общеизвестнаМы с высокой точностью можем рассчитать солнечнуюрадиацию на поверхности атмосферы в любое время и влюбом месте
  14. 14. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSОТНОШЕНИЕ ЗЕМЛЯ-СОЛНЦЕ :Склонение Солнца Принимая во внимание, что эклиптическая плоскость (ECLP) – это плоскость вращения Земли вокруг Солнца и экваториальная плоскость (EQUP) плоскость по экватору: Полярная ось наклонена на 23,5º по отношению к перпендикуляру ECLP. ECLP и EQUP пересекаются вточке равноденствия и максималь-ное расстояние между ними – присолнцестоянии. Угол в определенный моментмежду этими плоскостями называ-ется СКЛОНЕНИЕМ
  15. 15. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS ОТНОШЕНИЕ ЗЕМЛЯ-СОЛНЦЕ: Относительное расположение - солнце-горизонтальная поверхность Существуют тригонометрические отношения между расположением Солнца в небе и конкретными координатами на поверхности Земли В определенный момент времени SOL необходимо учесть следующие параметры: ZENITH • зенитный угол (θ ) и высота солнца (α)TRAYECTORIA SOLAR (+) MAÑANA W (-) ESTE θz z • Азимут (ψ) = угол между меридианом точки наблюдения и меридианом Солнца -ψ ψ α • Почасовой угол (ω) = угол междуS 0 N позицией Солнца и южным меридианом +ψ 15º=1час; +E /-W. PROYECCION DE LA TRAYECTORIA SOLAR • Угол восхода Солнца (ωs) = угол восхода E Солнца (горизонт)
  16. 16. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Почасовая радиация на горизонтальной поверхности Один конкретный день: внеземная радиация над перпендикулярной поверхностью к лучам Солнца выражается следующим образом: Помещая эту поверхность над Землей, необходимо учесть косинус угла падения:
  17. 17. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  18. 18. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Почасовая радиация над горизонтальной поверхностью Ниже представлены основные явления, происходящие при прохождении солнечной радиации через атмосферу: Поглощение атмосферными компонентами. Рассеяние или рассредоточение.
  19. 19. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSВзаимодействие солнечнойрадиации с атмосферой Радиация в верхних слоях атмосферы Поглощение (около 1%) Озон.……….….... Рэлеевское рассеяние и поглощение (около 15%) Молекулы воздуха..…… Рассеивание и поглощение (около 15%, макс. 100%) Аэрозоль…….………..…...…… Облака………….……….. Отражение, рассеивание, поглощение (макс. 100%) Водяной пар…….……...……… Поглощение (около 15%) Прямая нормальная радиация на земной поверхности
  20. 20. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Почасовая радиация над горизонтальной поверхностью Ниже представлены основные явления, происходящие при прохождении солнечной радиации через атмосферу: Поглощение атмосферными компонентами. Рассеяние или рассредоточение. В результате этого меняется характер солнечной радиации, в частности ее направленность: G = I cos θ + D + R
  21. 21. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСоставляющие солнечнойрадиации РАДИАЦИЯ, ОТРАЖЕННАЯ ОБЛАКАМИ АЛЬБЕДО ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОГЛОЩЕНИЕ РАССЕИВАНИЕ ПРЯМАЯ НОРМАЛЬНАЯ РАДИАЦИЯ РАССЕЯННАЯ РАДИАЦИЯ
  22. 22. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSЯвления при проходе черезатмосферные слои Спектр солнечной радиации Солнечный свет в верхнем слое атмосферы Спектр абсолютно черного тела 5250оС Радиация на уровне моря Полоса поглощения
  23. 23. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  24. 24. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ Прямая солнечная радиация это радиация, исходящая непосредственно от солнечного диска. имеет векторный характер и может быть сконцентрирована. может составлять 90% солнечной радиации в дни с ясным небом, быть нулевой в пасмурные дни. Будучи направленным компонентом, появление ее на поверхности это - перпендикулярная проекция над этой поверхностью: лучевая радиация – это радиация перпендикулярная к солнечным лучам, получаем: Ih = I cos θ С помощью отслеживателей солнца ее можно максимально увеличить. I ≅ DNI
  25. 25. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИЗЕМЛИРассеянная солнечная радиация Часть солнечной радиации которая теряется при поглощении атмосферными составляющими. Остальная часть отражается этими составляющими, производя изменения в направлении и снижая энергию. Рассеянная радиация = часть этой радиации, достигшей поверхности Земли. Рассеянная радиация имеет трисоставляющих: Околосолнечная На линии горизонта При ясном небе
  26. 26. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИЗЕМЛИОтраженная солнечная радиация - радиация, исходящая от отражения солнечной радиации на поверхности земли или других поверхностях. обычно ее уровень невысокий, но может достигать около 40% солнечной радиации.
  27. 27. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSЗакон Бера In  I0  e(  k L )  I0  e(   m )  I0  T In   In d    I0  e(  k L ) d   ISC e  m Модели ясного неба или модель прозрачности Bn  I CS  (TRToTgTwTa  0.013) Yang Bn  ICS  exp[0.8662 TLAM 2 mp  R ] C ESRA
  28. 28. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Понятие оптической массыАппроксимация к плоскости-параллели 1 m cos Уравнение Карстена m  (sin  0.15(  3.885)1.253 )1
  29. 29. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSВоздушные массы: изменчивость 35 30 25Masa relativa de aire 20 15 10 5 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20
  30. 30. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Чувствительность модели ESRA к TL Воздействие TLINKE и высоты над уровнем моря на ПНР (прямая нормальная радиация) при ясном небе Dia juliano=200, z=500, Lat=37º N Long=-2º E TL=4, dia juliano=200, Lat=37º N Long=-2º E 1200 1000 TL=2 z=0 m TL=4 900 z=500 m 1000 TL=6 z=1000 m 800 700 800DNI (Wh m-2) 600 DNI (Wh m-2) 600 500 400 400 300 200 200 100 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 5 10 15 20 25 Hora Hora
  31. 31. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSКомпоненты и безразмерныепоказатели Компоненты солнечной радиации на горизонтальной поверхности IG  IB cos  ID Ясное небо или показатель прозрачности IG kt  I0 Доля рассеянной радиации ID kd  IG Пропускание лучевой (прямой радиации) IB kb  I0
  32. 32. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSРасчет прямой солнечнойрадиации Корреляция для расчета доли рассеянной радиации G (1  kd ) Ib  1.0  0.09kt kt  0.22  sen( )   kd  0.9511  1.1604kt  4.388kt 2  16.638kt 3  12.336kt 4 0.22  kt  0.8  0.165 k  0.8   t  Корреляция для расчета прямой радиации I b  kb I o kb  0.002  0.059kt  0.994kt 2  5.205kt 3  15.307kt 4  10.627kt 5
  33. 33. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSЗЕМЛИЯвления, возникающие при проходе черезатмосферу  Спектральное распределение солнечной радиации для стандартной атмосферы – «средняя» атмосфера с заданными характеристиками – по сравнению с с внеземной радиацией при среднем расстоянии от Земли до Солнца.  Прямая нормальная радиация  Рассеянная радиация Отношение между прямой и рассеянной радиацией зависит от позиции солнца на небе. Солнце на Рисунке находится на высоте 42º, относительная воздушная масса – около 1,5. (Если солнце находится прямо над головой, относительная воздушная масса равна 1)
  34. 34. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  35. 35. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ Из-за климатических факторов, которые влияют на солнечную радиацию, поступающую на поверхность земли, невозможно заранее узнать энергию которая будет выработана системой. Необходимо использовать данные солнечной радиации за прошлые года. При оценке солнечной радиации на определенном месте, можно предположить два случая: Расчет солнечной радиации (глобальной или ее составляющих) в местах с наличием любой информации по солнечной радиации:  ПОЛУЧЕННЫХ ПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЙ (И/ ИЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЛАССИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОЦЕНКИ) Расчет солнечной радиации и ее составляющих в тех местах где информация о радиации за предыдущие годы отсутствует  ОЦЕНКА, ИСПОЛЬЗУЯ СПУТНИКОВЫЕ СНИМКИ  ОЦЕНКА С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИ ЧИСЛЕННОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ (NWPM) (И/ ИЛИ ИСПОЛЬЗУЯ КЛАССИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ)
  36. 36. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS ИЗМЕРЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ НЕТОЧНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТДНОГО ИНСТРУМЕНТА Распределение наблюдений. Если несколько сравнений данных операционного прибора измеряемая переменная и все другие соответствующие параметры остаются неизменными, создавая истинное значение, используя стандартный образец, то результаты могут быть представлены в следующем виде. Точность с которой метеорологическая переменная должна измеряться меняется с конкретной целью, на которую направлено это измерение. Для большинства операционных и исследовательских целей определение требуемой точности направлено на обеспечение совместимости данных как в пространстве так и во времени. В тех случаях когда сложно определить абсолютную точность, обычно достаточно сделать измерения, обеспечив достаточную совместимость для пользователей.
  37. 37. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS ИЗМЕРЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ
  38. 38. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSИзмерение солнечной радиации:Пиргелиометры для измерения прямойнормальной радиации EKO MS-54  Измеряет прямую радиацию  Обычно используется для поверки  Обычно определяется с углом зрения 5 Middleton DN5  Если используется вместе с пиранометрами, защитный вход оптической плоской поверхности должен совпадать с оптическим материалом куполов пиранометра  Относительно легко определять  4 основных производителя: • EKO Instruments (Япония) • Eppley Instruments (США) • Kipp & Zonen (Голландия) • Middleton Solar [Carter Scott Design] (Австралия)  Обычно устанавливается на пассивных или активных системах слежения за солнцем
  39. 39. Измерение солнечной радиации:SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSПиранометры для измерения глобальнойрадиации на горизонтальной поверхности Tilted Irradiance  В большинстве пиранометрах используется термобатарея в качестве для преобразования солнечной радиации в электрический сигнал.  Также имеются пиранометры с кремниевыми элементами, но ВМО не рекомендует их использование.  Преимущество термобатареи в том, что она является спектрально нейтральной по всему солнечному спектру (купола могут иметь спектральную зависимость).  Недостатком является то, что результат зависит от температуры и приборы должны «создавать» теплопоглощающий спай.
  40. 40. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Измерение солнечной радиации: пиранометры с кремниевым сенсором Спектральная чувствительность прибора – нелинейная и не совпадает с солнечным спектром.  Общая калибровка проводится путем сравнения с другими пиранометрами, поэтому возникают проблемы спектрального несоответствия.  LiCor является основным производителем таких приборов и признает наличие следующих проблем:  “Спектральная чувствительность спектра LI-200 не включает весь солнечный спектр, поэтому он должен использоваться при освещении аналогичном тому которое использовалось при калибровке прибора” – Датчики пиранометра калиброваны по высокоточному спектральному пиранометру Eppley Precision Spectral Pyranometer (PSP) при естественном освещении. Типовая погрешность в таких условиях составляет ±5%. (LiCor) – Такие же проблемы возникают при использовании датчиков, калибровка которых была выполнена в одних климатических условиях, а используется он в других условиях.
  41. 41. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Радиометр с вращающимся теневым кольцом RSR2 Датчики земного излучения LI-COR Irradiance Inc. (www.irradiance.com) Пиранометр LI-200 – кремниевый фотодиод, калиброванный по LI-COR ±5% Силовая головка RSR2 включает в себя подвижное теневое кольцо ежеминутно создает тень над пиранометром LI-200 Регулятор двигателя содержит цепь Пиранометр LI-200 которая регулирует точное движение теневого кольца Поправки предоставляются Алгоритмом Измерение:  Глобальная радиация на горизонтальной поверхности  Рассеянная радиация Расчет: Силовая Регулятор  Прямая нормальная радиация головка RSR2 двигателя RSR2
  42. 42. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСпектральные измерения
  43. 43. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSОтслеживатели солнца
  44. 44. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSРегистратор данных Автоматические регистраторы данных необходимы для непрерывной записи данных. Основным требованием касательно внешнего воздействия является отсутствие препятствий солнечным лучам в любое время дня и года. Более того, необходимо выбрать точное расположение прибора так чтобы туман, дым и загрязненный воздух давали более четкую картину окружающего географического расположения.
  45. 45. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSИзмерение солнечной радиации:Стандартные станции типа BSRN
  46. 46. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSРекомендации по измерениям Необходимо:  Точно знать временной опорный сигнал измерений, которые вы используете (TSV, GMT, местный и т.д.)  регистрировать в достаточном временном разрешении, почти 10 минут для регистрации динамики движения облаков.  Следовать рекомендациям BSRN по техническому обслуживанию приборов. Ежедневная чистка радиометров, ежегодная калибровка приборов,…  Обеспечить отношение G=B кос θ + D. Некоторые отслеживатели солнца оснащены специальным фильтром в программе, активизирующим сигнал в реальном времени в том случае, если измерение
  47. 47. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  48. 48. ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSРАДИАЦИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ СО СПУТНИКОВ ИМОДЕЛЕЙ ЧИСЛЕННОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ(ЧПП) СО СПУТНИКА  Спутник  Методология  Примеры применения моделей ИЗ МОДЕЛЕЙ ЧПП  Общее представление  Основные модели  Основные характеристики
  49. 49. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSКАРТА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХСПУТНИКОВ
  50. 50. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSКлассификация спутниковПо типу орбиты:Спутники на полярной орбите: размещаются на полярной орбите, с изменением ракурса и расстояния до земли. Разрешение таких спутников – около 1м до 1км.Геостационарные спутники: размещаются на геостационарной орбите там где сила притяжения земли равна нулю. Это – единственная окружность где расположены все геостационарные спутники цель которых охватить всю поверхность земли. Разрешение этих спутников выше в подспутниковой точке на экваторе, и оно снижается при удалении от этой точки в любом направлении.
  51. 51. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSМетеорологические спутники В метеорологических исследованиях необходимо осуществление частных наблюдений с высокой плотностью на земной поверхности. Традиционные системы не обеспечивают глобальный охват. Важным инструментом для анализа распределения климатической системы являются МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ СПУТНИКИ. Они могут быть:  Спутниками на полярной орбите.  Геостационарными: В ЕВРОПЕ и в некоторой части АЗИИ система геостационарных метеорологических спутников называется METEOSAT.
  52. 52. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSОхват спутниками MeteosatОсновной охват Meteosat Prime Восточный охват Meteosat East Пространственное разрешение 2,5 км на субспутнике, напр. около 3x4 км в Европе Временное разрешение -1час. Текущий охват: Meteosat Prime до 1991-2005, Meteosat East 1999 - 2006
  53. 53. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСПУТНИКОВЫЕ ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙРАДИАЦИИ: ПРЕИМУЩЕСТВА  Геостационарные спутники одновременно показывают данные больших участков земли.  Информация полученная со спутников всегда ссылается на один и тот же временной интервал.  С помощью спутниковых снимков за предыдущие годы можно узнать ситуацию прошлых лет.  Использование аналогичных детекторов для оценки радиации в разных местах.
  54. 54. Данные солнечной радиации SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSизвлеченные со спутниковыхснимковСпутники радиации: общие процедуры• Meteosat – Goes - Mtsat• 60’, 30’ или 15’ снимков в видимой позиции оценка геометрических поправок – модель усреднения пикселей для получения глобальной радиации
  55. 55. Общая информация о SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSметодологииМЕТОДОЛОГИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ:• Определение показателя облачного покрова.• Почасовое определение показателя ясности (почасовая глобальная радиация).• Ежедневное определение показателя ясности (ежедневная глобальная радиация).НА ОСНОВЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ:• Измерением солнечной радиации.• Цифровое значение спутниковых снимков (в соответствии с месторасположением сделанных измерений)
  56. 56. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSПоказатель ясности =Глобальнаярадиация  Геостационарные спутники одновременно охватывают большие участки земли.  Взаимосвязь оценивается с использованием наземных данных со спутниковыми снимками. Эта взаимосвязь применима ко всему снимку.  Значимые переменные:  Показатель облачного покрова.  Склонение
  57. 57. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSАОТ (Расчеты аэрозольнойоптической толщины) Расчеты MODIS (Спектрорадиометр среднего разрешения) на спутнике Terra NASA http://earthobservatory.nasa.gov/Расчеты АОТ и вертикального содержания водяного пара со спутника
  58. 58. ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSРАДИАЦИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ СО СПУТНИКОВ ИМОДЕЛЕЙ ЧИСЛЕННОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ(ЧПП) СО СПУТНИКА  Спутник  Методология  Примеры применения моделей ИЗ МОДЕЛЕЙ ЧПП  Общее представление  Основные модели  Основные характеристики
  59. 59. ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙРАДИАЦИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ПОМОЩЬЮ ADVISORS SOLAR TECHNOLOGYМОДЕЛЕЙ ЧИСЛЕННОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ(ЧПП)  Выполнен на основе первоначальных условий по которым решаются дифференциальные уравнения, описывающие эволюцию атмосферы.
  60. 60. ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙРАДИАЦИИ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ПОМОЩЬЮ SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSМОДЕЛЕЙ ЧИСЛЕННОГО ПРОГНОЗА ПОГОДЫ(ЧПП)
  61. 61. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  62. 62. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСоздание временных рядов дляимитации  Типичный Метеорологический Год (ТМГ) – это методология, направленная на собрание данных за период определенного времени.  Отправной точкой был метод, разработанный в лаборатории Sandia National, которая частично использует базу данных SOLMET/ERSATZ (1951-1976) [5] состоящую из 248 станций, на 26 из которых измеряются составляющие солнечной радиации для EEUU.  Метод состоял из последовательности типичных месяцев, образующих год с 8760 значений рассматриваемых переменных: средняя, максимальная и минимальная температура и температура (точка) росы, скорость вера и глобальная солнечная радиация.  Статистика Филькеншьейна-Шафера использовалась для отбора типичных месяцев. Со временем в исходной методологии ТМГ было предложены несколько улучшений и изменений, в результате чего были получены новые версии, такие как ТМГ и ТМГ3.
  63. 63. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСоздание временных рядов дляимитации  Тем не менее, суть метода остается практически неизменной. Однако, методология ТМГ была разработана для создания типичных метеорологических, а не солнечных лет, которые несмотря на некоторое сходство, имеют различное значение в рамках промышленности КСЭ.  С 2010г. группа отобранных испанских институтов и компаний, имеющих непосредственное отношение к КСЭ, работали над стандартами в этой области в рамках AENOR (Испанская ассоциация стандартизации и сертификации) .  Часть этой работы состояла из развития методологии для создания года данных солнечной радиации и других переменных, влияющих на радиацию, для дальнейшего применения в промышленности КСЭ.
  64. 64. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСоздание временных рядов дляимитации  Из-за наличия широкого спектра различных данных которые могут быть использованы для создания ASR все данные были разбиты на 6 видов данных:  Данные прямого (непосредственного) измерения  Данные косвенного измерения  Извлеченные данные  Синтетические данные  Спутниковые данные и  Данные полученные с помощью модели численного прогноза погоды (модель ЧПП).  Это классификация предполагает различные требования к качеству, применению и обработке этих данных согласно их различной природе.  Следовательно, эта процедура позволяет создать ASR, сочетая эти виды данных, всякий раз когда граничные условия качества и соответствия выполняются
  65. 65. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSСоздание временных рядов дляимитации
  66. 66. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Оглавление• ВСТУПЛЕНИЕ• ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• КЛАССИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ С АТМОСФЕРОЙ• ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЙ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ• ДАННЫЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ (СПУТНИКОВЫЕ И ДАННЫЕ Модели численного прогноза погоды (NWPM))• СОЗДАНИЕ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДЛЯ ИМИТАЦИИ• БАЗЫ ДАННЫХ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ В ИНТЕРНЕТЕ
  67. 67. Радиометрические базы SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSданных Базовая сеть поверхностной радиации (BSRN)
  68. 68. Радиометрические базы SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSданных Базовая сеть поверхностной радиации (BSRN) Всемирный центра данных радиации (WRDC) Метеонорм (Meteonorm) Метеостанции, измеряющие радиацию Метеостанции, не измеряющие радиацию
  69. 69. Радиометрические базы данных: SSESSE из NASA http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/  Поверхностная метеорология  Данные солнечной энергии (SSE)  и Веб-интерфейс  Ежемесячные данные  Бесплатно при регистрацииЗа последние 7 лет число пользователей достиглопочти 14000, число посещений - почти 6,4 миллиона  Разрешениеи 1,25 миллионов загрузок данных 1ºx1º (120x120 км)
  70. 70. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSДанные солнечной радиации, извлеченныеиз спутниковых снимковпроект SWERAПроект SWERA обеспечивает легкий доступ к высококачественной информации иданных о ВИЭ для пользователей во всем мире. Его цель оказать содействиепродвижению политики возобновляемой энергии и инвестиций предоставляяключевым группам пользователей свободный и бесплатный доступ квысококачественной информации. К продуктам SWERA относятся Системыгеографической информации (GIS) и данные временных рядов
  71. 71. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Коммерческие спутниковые данные• Irsolav• Solemi (DLR)• 3Tier• Solargis• ….
  72. 72. Некоторые SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSизмерения, сделанные вИндии
  73. 73. Некоторые SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSизмерения, сделанные вИндии
  74. 74. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORSНекоторые измерения,сделанные в Индии
  75. 75. SOLAR TECHNOLOGY ADVISORS Деятельность IrSOLaV Ciemat (Центр энергетических и экологических исследований) учредил компанию по предоставлению услуг по определению параметров солнечных ресурсов (www.irsolav.com). Поэтому IrSOLaV взаимодействует с промышленным сектором, предоставляет консалтинговые услуги по солнечным ресурсам, а также сотрудничает с Ciemat в области научных исследований и разработок(НИиР). IrSOLaV и Ciemat разрабатывают программы НИиР в области солнечных ресурсов и сотрудничает с международными научными группами (DLR, NREL, NASA, JRC, CENER, университеты…) участвуя в европейских проектах (проект COST) или других инициативах (Task 46 SHC/IEA) В Испании IrSOLaV и CIEMAT сотрудничают с университетами (UAL, UJA, UPN) и поддерживают промышленность путем заключения соглашений на выполнение конкретных исследований в области солнечных ресурсов (прогнозирование, улучшение модели, физика атмосферы, и т.д.)
  76. 76. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

×