Teplota modulu je po slnečnom žiarení prijímanom fotovoltickým systémom najdôležitejším faktorom, ktorý treba zohľadniť pri účinnosti fotovoltických systémov.
Keď sa FV moduly zahrejú, ich účinnosť konverzie klesá.
Inými slovami, očakáva sa, že FV moduly budú poskytovať najvyšší výkon vo chvíľach vysokého slnečného žiarenia, ale nízkej teploty vzduchu. Teplota je tiež kľúčovým parametrom, ktorý ovplyvňuje spôsob dimenzovania FV systémov. Na určenie maximálneho počtu FV modulov v reťazci sa výpočty zakladajú na najnižšej očakávanej prevádzkovej teplote (TLEO).
Na výpočet teploty FV modulov preto potrebujeme mať k dispozícii presné údaje o teplote vzduchu, ktoré sú hlavným vstupom pre spustenie našich výpočtov. Simulačné algoritmy potom získajú očakávanú teplotu modulov pripočítaním vplyvu slnečného žiarenia a konvekčnej výmeny tepla spôsobenej vetrom, vypočítanú pre konkrétny typ montáže FV systému.
V tomto článku sa podelíme o to, ako spoločnosť Solargis zlepšila presnosť súborov údajov o teplote vzduchu, ktoré poskytujeme spolu s ďalšími parametrami ovplyvňujúcimi simulácie solárnej energie.
Teplotná mapa podľa Solargis Prospect
V súčasnosti poskytujú reanalytické modely najpresnejší zdroj gridových údajov o teplote vzduchu, ktoré možno použiť na vykonávanie simulácií FV v globálnom meradle.
Údaje z reanalýzy, ako môžeme takmer naznačiť z jej názvu, sú výsledkom opätovnej "analýzy" numerických modelov predpovede počasia (NWP). To možno vykonať po zhromaždení skutočných pozorovaní z predtým predpovedaných období. Inými slovami, je to akoby výpočet modelu "do minulosti" namiesto toho, aby sa robil "do budúcnosti" s použitím najaktuálnejších pozorovaní.
Výsledkom je komplexný súbor meteorologických premenných pokrývajúci celý svet s relatívne vysokým časovým rozlíšením (zvyčajne hodinové) a nízkym priestorovým rozlíšením (zvyčajne desiatky kilometrov).
Mať čo najpresnejšie vstupné globálne údaje znamená spoliehať sa na správne globálne modely počasia. Jedným z najvýznamnejších centier pre predpovede počasia na základe modelov je Európske centrum pre strednodobú predpoveď počasia (ECMWF).
ECMWF so sídlom v Readingu v Spojenom kráľovstve môže poskytovať údaje pre akékoľvek miesto na svete vďaka svojej výkonnej sieti pozorovaní a vysokej výpočtovej kapacite s jedným z najväčších superpočítačov v Európe.
Konkrétne sme identifikovali dva modely, ktoré sú obzvlášť zaujímavé na účely modelovania slnečnej energie:
Keď hovoríme o miešaní modelov, je dôležité poznamenať, že to nie je také jednoduché ako spustenie jednoduchých vážených priemerov zo vstupných modelov. Vyžaduje si to odborný pohľad na údaje, aby sa to dalo efektívne aplikovať, a znalosť toho, v ktorých situáciách sa očakáva, že každý model bude fungovať lepšie.
Po porovnaní oboch modelov s pozemnými meraniami zo siete staníc Integrovanej povrchovej databázy (ISD) NOAA môžeme konštatovať, že ERA5 aj ERA5-Land poskytujú porovnateľnú presnosť svojich dlhodobých teplotných priemerov.
Model ERA5-Land však v porovnaní s modelom ERA5 ponúka väčšiu podrobnosť premenných zemského povrchu a vyššie priestorové rozlíšenie. Vzhľadom na rozdiely vo vertikálnom rozlíšení, parametrizácii zemského povrchu a následnom spracovaní ERA5-Land pomáha eliminovať výkyvy a vykazuje hladšie denné teplotné profily.
Okrem toho ERA5-Land pomáha zmierniť problém chýbajúcich pobrežných údajov, čím účinne vypĺňa medzery v pobrežných pixeloch.
Hodinové časové rady teploty vzduchu odvodené z ERA5 a ERA5 Land v Belo Horizonte, Brazília, za obdobie od 13. do 19. mája 2022
Zmiešavanie modelov ERA5 a ERA5 land ponúka lepšie informácie o teplote vzduchu, vďaka čomu sú súbory údajov vhodné pre aplikácie vyžadujúce premenné s vysokým rozlíšením na zemskom povrchu a hladké teplotné profily.
Tieto snahy o zlepšenie meteorologických údajov o lokalitách prebiehajú súbežne so zlepšeniami, ktoré neustále vykonávame na našich družicových modeloch slnečného žiarenia, o ktorých sme hovorili v predchádzajúcich článkoch.
Zmiešaná verzia súborov údajov ECMWF ERA5 a ERA5-Land je dostupná v podobe dlhodobých priemerov (Solargis Prospect), časových radov a údajov TMY (Solargis Evaluate).
