Marcel Suri
Aug 4, 2020
Technický riaditeľ spoločnosti Solargis Tomas Cebecauer a výkonný riaditeľ Marcel Suri hovoria o základných zložkách spoľahlivej databázy, o neustálom úsilí spoločnosti Solargis o zlepšenie a validáciu svojich dátových služieb a o tom, ako môžu používatelia údajov spoločnosti Solargis čo najefektívnejšie vykonať vlastnú validáciu pomocou meraní na mieste.
Prečo je spoľahlivá databáza solárnych údajov dôležitá pre ďalší globálny rast solárneho priemyslu?
Marcel: Keďže solárna energia prináša stále nižšie náklady na energiu ako tradičné formy výroby energie, rozšírila sa po celom svete. Zaznamenali sme rastúce rozšírenie solárnej energie v krajinách, kde predtým nebola konkurencieschopná alebo kde je menej rozvinutá infraštruktúra.
Je nevyhnutné, aby údaje o solárnej energii držali krok s rýchlym rozvojom odvetvia a podporovali vlastníkov a prevádzkovateľov aktív pri optimalizácii stále zložitejších projektov a zabezpečovali správne ocenenie.
Aké sú základné zložky spoľahlivej databázy?
Tomáš: Dobrý model musí byť schopný spracovať výstupy z rôznych zdrojov a zabezpečiť, aby sa všetky konflikty riešili stabilným spôsobom, čím sa zabezpečí reprezentatívnosť údajov - napríklad v prekrývajúcich sa satelitných zónach alebo keď moderné satelity nahradia staré.
Osobitnou výzvou bolo zosúladenie moderných satelitných údajov so staršími archívmi prostredníctvom vlastnoručne vyvinutých nástrojov na geometrické a rádiometrické predbežné spracovanie. Tie nám pomohli zahrnúť cennú dlhodobú históriu a zároveň zabezpečiť jej vysokú polohovú a časovú stabilitu a celkovú spoľahlivosť. Dnes sú archívy Solargis kompletné a v závislosti od oblasti družice pochádzajú z rokov 1994, 1999 a 2006.
S celosvetovým rozšírením slnečnej energie je nevyhnutné presne reprezentovať všetky klimatické zóny a geografické zvláštnosti. Údaje by mali fungovať rovnako dobre v tropických dažďových pralesoch alebo vo vysokých zemepisných šírkach ako v extrémnych púšťach Atacamy.
Dobré modely by mali poskytovať spoľahlivé výstupy pre všetky primárne parametre: Globálna horizontálna intenzita žiarenia (GHI), priama normálna intenzita žiarenia (DNI) a rozptýlená horizontálna intenzita žiarenia (DIF) - a tie musia byť vo vzájomnej rovnováhe.
Zaistenie presnosti údajov DNI je zvyčajne náročnejšie. Bez kvalitného DNI však môže byť výpočet globálneho nakloneného žiarenia (GTI), ktorý je pre sledovacie zariadenia nevyhnutný, vystavený veľkým chybám. Databáza, ktorá sa môže pochváliť veľmi presným GHI, ale má nedostatky v DNI, nemusí byť v mnohých súvislostiach vhodná na daný účel.
Pri niektorých iných dátových produktoch pozorujeme "nadmerné prispôsobenie", keď je model nútený dokonale zodpovedať meraniam na mieste, pričom sa neberú do úvahy nedokonalosti a výsledná neistota týchto meraní na mieste. Vo všetkých bodoch musí byť nízka odchýlka, ale čo je rozhodujúce, aj nízka stredná kvadratická chyba (RMSE). Kritické - pre dobrý model - je zachovať aj harmonizované zobrazenie na úrovni čiastkových hodnôt údajov vo všetkých energetických rozsahoch. Opäť je dôležitá rovnováha - žiadne meranie, parameter alebo metrika by nemali dominovať. To je skutočne zložité, keďže pracujeme s nedokonalými referenčnými údajmi - pozemnými meraniami.
Model by mal byť tiež schopný správne rozlišovať rôzne typy aerosólov a oblakov vrátane vysokej a rýchlo sa meniacej oblačnosti, výskytu snehu, ľadu, hmly a riedkej oblačnosti. Bez toho je ťažké získať spoľahlivé údaje pre horské, husto osídlené, priemyselné a pobrežné oblasti.
Napokon, údaje musia byť k dispozícii s vysokým priestorovým rozlíšením, aby presne odrážali jedinečné podmienky na mieste. Digitálny model terénu, ako je ten, ktorý sme harmonizovali z viacerých zdrojov a implementovali v rámci aplikácie Solargis Prospect, umožňuje vypočítať globálne vrstvy údajov s rozlíšením mriežky 90 metrov.
Čo urobila spoločnosť Solargis, aby zabezpečila maximálnu spoľahlivosť od prvého dňa?
Marcel: V spoločnosti Solargis sme vynaložili nielen roky úsilia v oblasti výskumu a vývoja na to, aby sme zabezpečili robustnosť a presnosť našich modelov, ale tiež sme zabezpečili, aby naše súbory údajov o slnečnej energii boli najrozsiahlejšie overené.
Rozhodli sme sa vyvinúť vlastné výpočtové a dodávateľské systémy ešte predtým, ako sme dodali naše prvé komerčné dátové produkty. Na začiatku nám Dr. Richard Perez (popredný akademik a profesor na Štátnej univerzite v New Yorku) poskytol podporu pri definovaní modelov a neskôr sme vyvinuli vlastnú metodiku slnečných výpočtov, ktorá bola publikovaná aj vo viacerých akademických prácach.
Začali sme v Európe a postupne sme rozšírili pokrytie na celom svete. Trvalo nám niekoľko rokov, kým sme získali potrebné historické satelitné snímky. Vyskytli sa sporné body, ako napríklad dostupnosť údajov o optickej hĺbke aerosólov, ale teraz existuje niekoľko možností.
Tomas: Vedeli sme, že je dôležité zabezpečiť rýchle dodanie, aby mali vlastníci aktív k dispozícii najaktuálnejšie informácie, a to v globálnom meradle len do niekoľkých minút.
Na optimalizáciu návrhu fotovoltických zariadení je potrebná schopnosť dodávať údaje v 10 a 15-minútovom rozlíšení. Hodinové údaje už nestačia. Dôležitým sa stalo aj zabezpečenie spoľahlivej distribúcie podhodinových hodnôt, najmä vysokých a nízkych energetických hodnôt pre správne vyhodnotenie kombinovaného výkonu FV modulov a striedačov. Čoraz častejšie dostávame požiadavky na 1-minútové údaje, ktoré umožňujú simuláciu hybridných FV-batériových riešení.
Využívame údaje z meteorologických modelov a globálnych projektov spracovania údajov na ďalšie zvýšenie presnosti našich modelov energetickej simulácie a analýzy výkonu FV. Tieto údaje sú dobre overené a v prípade parametrov, ako je teplota vzduchu a atmosférický tlak, aj prepočítané s vyšším rozlíšením a lepšou presnosťou. Vyvinuli sme tiež novú globálnu databázu albedo s vysokým rozlíšením a schému výpočtu založenú na komplexnej metodike kombinujúcej najlepšie vlastnosti niekoľkých verejných databáz.
Marcel: Rozsiahle overovanie je rozhodujúcim krokom pri preukazovaní presnosti satelitných údajov o slnečnej energii, ktoré sa používajú na prijímanie rozhodnutí o vývoji, financovaní a prevádzke. Preukázanie spoľahlivosti si vyžaduje dôslednú validáciu všetkých solárnych komponentov. Model sme overili na viac ako 1 000 lokalitách po celom svete, čo je oveľa viac ako u ostatných hráčov na trhu.
Táto kombinácia technológií a skúseností nám v konečnom dôsledku umožňuje šetriť peniaze našich zákazníkov. Každé zníženie neistoty o 1 % zvyšuje návratnosť vlastného kapitálu investora približne o 5 %.
Aké údaje z meraní by ste mali poskytnúť na podporu validácie?
Tomáš: Naši zákazníci si môžu overiť naše údaje sami prostredníctvom individuálneho porovnania s ich meteorologickými meraniami na mieste alebo s údajmi o výrobe fotovoltaických zariadení. To ešte viac upevňuje dôveru v naše procesy, keď sa ľudia sami presvedčia, aké presné sú naše údaje a výpočty energie.
Bohužiaľ, solárne merania sú náchylné na mnohé chyby a problémy, preto je pred každým porovnaním údajov dôležité kontrolovať kvalitu nameraných údajov - inak porovnanie trpí chybami. V optimálnom prípade by sa pri vyhodnocovaní porovnania mala zohľadniť neistota pozemných meraní.
Typické chyby, ktoré vidíme pri meraniach slnečnej energie, sú spôsobené znečistenými snímačmi, zatienením, nesprávnym nastavením prístrojov a zastaranou kalibráciou. Okrem toho môžu chýbať záznamy v dôsledku problémov so záznamníkmi údajov, napájaním alebo nesprávnou manipuláciou s údajmi a následným spracovaním.
Dokonca aj solárne údaje pochádzajúce z vysokokvalitných vedeckých meracích sietí trpia rôznymi chybami a pred ďalším použitím sa musia dôkladne preveriť z hľadiska kvality.
Marcel: Dobrou správou pre odvetvie je, že už existujú profesionálni komerční poskytovatelia meraní, ktorí ponúkajú spoľahlivé služby a pomáhajú zabezpečiť plynulú nadväznosť medzi historickými údajmi, aktualizáciami v reálnom čase a prognózami.
Pevne veríme v transparentnosť - každý si môže pozrieť kľúčové vlastnosti údajov a dlhodobé hodnoty dátových parametrov Solargis na celom svete v rámci bezplatnej verzie našej aplikácie Prospect. Spoľahlivé údaje sa dodávajú so zárukou overenia: Časové rady Solargis sú k dispozícii pre akúkoľvek lokalitu a môžu byť validované, ak existujú kvalitné miestne merania.
Ako môžu lepšie údaje priniesť lepšie výsledky pre vlastníkov solárnych aktív?
Marcel: Naše údaje sa dajú použiť vo všetkých fázach životného cyklu projektu - od predbežného posúdenia uskutočniteľnosti, počas vývoja projektu, inžinierskych a finančných výpočtov. Po uvedení elektrárne do prevádzky naše modely naďalej poskytujú údaje na pravidelné vyhodnocovanie výkonnosti a prognózovanie solárnej energie.
Prostredníctvom našich poradenských služieb pomáhame aj vlastníkom veľkých zariadení prehodnotiť pôvodné hodnotenia na základe zvýšenej presnosti a zníženej neistoty prostredníctvom prispôsobenia modelov lokalite s využitím vysokokvalitných miestnych meraní.
Tomáš: Údaje a služby Solargis neustále prechádzajú ďalším zdokonaľovaním a dlhodobým vývojom - systematicky pracujeme na spresňovaní výpočtových schém a zároveň pokračujeme vo vývoji nových modelov, ktoré lepšie využívajú množstvo údajov z podrobnejších moderných pozorovacích systémov.
To nám umožňuje plánovať dodávky nových produktov a služieb, ako sú nové nástroje na manipuláciu, vizualizáciu, kontrolu kvality a analýzu veľkoobjemových časových radov údajov. Zameriavame sa aj na vývoj nástrojov na efektívnejšie kombinované využívanie meraní a modelovaných údajov na zníženie neistoty. Z vylepšených súborov údajov a podporných nástrojov bude v konečnom dôsledku profitovať aj náš softvér na simuláciu fotovoltiky.
