Pablo Caballero
Apr 25, 2024
Z hľadiska modelovania slnečnej energie spôsobuje zatmenie Slnka dočasný pokles intenzity žiarenia v tých oblastiach, kde Slnko a Mesiac na svojej ceste vesmírom vrhajú tieň.
Pri príležitosti posledného úplného zatmenia Slnka z 8. apríla 2024 si prečítajte, ako funguje modelovanie slnečného žiarenia a ako identifikovať udalosti zatmenia Slnka na súboroch údajov o slnečnej energii.
Obrázok 1: Mapaglobálneho horizontálneho žiarenia (GHI) a časové rady GHI pre tri vybrané miesta počas zatmenia.
K zatmeniu Slnka dochádza približne každých 18 mesiacov niekde na našej planéte. V závislosti od toho, či je zatmenie pozorované ako čiastočné, úplné alebo prstencové, bude mať vplyv na denné profily ožiarenia rôznu intenzitu.
Je pravdepodobné, že pri oblačnosti sa vplyv zatmenia Slnka v súboroch údajov o ožiarení prekrýva s vplyvom mrakov, čo sťažuje jeho zistenie z denných profilov globálneho horizontálneho a priameho normálového žiarenia (GHI a DNI).
Obrázok 2: Viditeľné satelitné snímky poskytnuté družicou GOES počas zatmenia.
Niečo však môžeme pozorovať na všetkých miestach: náhly, ale plynulý pokles profilu žiarenia pri jasnej oblohe na globálnom horizontálnom žiarení pri jasnej oblohe aj na priamom normálovom žiarení pri jasnej oblohe (GHIc a DNIc).
Tento špecifický tvar si môžeme ešte lepšie všimnúť v lokalitách, kde zatmenie nastalo v centrálnych hodinách a bolo pozorované ako úplné zatmenie (alebo aspoň bola zakrytá významná časť Slnka).
Obrázok 3: Pokles hodnôt GHI a DNI na jasnej oblohe počas úplného zatmenia Slnka. Ukážka pre lokalitu v Dallase, Texas.
Ožiarenie pri jasnej oblohe predstavuje slnečné žiarenie dostupné na povrchu Zeme pre uvažovanú lokalitu a obdobie, ak predpokladáme, že oblohu nezakryje žiadny mrak. Inými slovami, intenzita žiarenia pri jasnej oblohe predstavuje teoretickú maximálnu hodnotu, na ktorú sa navrstvuje signál útlmu mrakov odvodený zo satelitov.
Ožiarenie čistej oblohy závisí od niekoľkých faktorov.
Po prvé, závisí od vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom a od polohy Slnka na oblohe. Po jej výpočte sa do modelu slnečného žiarenia pridá vplyv rozptylu a absorpcie slnečného žiarenia pri prechode atmosférou. Na tento účel sa používajú vstupné údaje, ako je nadmorská výška a zloženie atmosférických plynov, najmä obsah vodnej pary a ozónu.
Ďalším dôležitým faktorom, ktorý sa zohľadňuje v ožiarení pri jasnej oblohe, je obsah atmosférického aerosólu.
Tieto drobné častice zvyčajne pochádzajú z prachových búrok, priemyselných emisií a iných udalostí, ako sú lesné požiare a sopky. Vo vzduchu sa prenášajú podľa špecifických modelov, ktoré sú tiež modelované a zahrnuté do reťazca výpočtov žiarenia jasnej oblohy.
Obrázok 4: Grafy zobrazujúce denné profily GHI a DNI zo 7., 8. a 9. apríla pre Durango (Mexiko), Dallas (USA) a Belleville (Kanada).
Obrázok 5: Grafy znázorňujúce denné profily GHIc a DNIc pre 7., 8. a 9. apríl pre Durango (Mexiko), Dallas (USA) a Belleville (Kanada).
Ďalšie zatmenie Slnka (tentoraz prstencového typu) nastane 2. októbra 2024. Bude pozorovateľné z oblastí Tichého oceánu a z veľmi južnej časti Južnej Ameriky.
Pochopenie nuáns zatmení, aerosólov a mrakov je pre zainteresované strany v sektore slnečnej energie na celom svete nevyhnutné na optimalizáciu využívania slnečnej energie. Modelovanie slnečného žiarenia syntetizuje meteorologické poznatky, počítačové modelovanie a techniky diaľkového snímania, ktoré tomu napomáhajú.
