Profesor polytechniky hodlá využít data z meteorologických stanic k předpovědi dostupnosti sluneční energie

Data o počasí již dlouho pomáhají meteorologům předpovídat oblačnost, déšť a bouřky. Lisa Bozeman z Purdue Polytechnic Institute chce tuto situaci změnit, aby majitelé energetických společností a solárních systémů mohli předpovídat, kdy a kde se objeví sluneční světlo, a v důsledku toho zvýšit produkci solární energie.
„Nejde jen o to, jak modrá je obloha,“ řekla Bosemanová, odborná asistentka, která získala doktorát z průmyslového inženýrství. „Jde také o určení výroby a spotřeby elektřiny.“
Bozeman zkoumá, jak lze data o počasí kombinovat s dalšími veřejně dostupnými soubory dat, aby se zlepšila reakceschopnost a efektivita národní sítě díky přesnějšímu předpovídání výroby solární energie. Společnosti poskytující energetické služby často čelí výzvě uspokojovat poptávku během horkých let a mrazivých zim.
„V současné době mají energetické společnosti k dispozici omezené modely prognózování a optimalizace solární energie, které se týkají denního dopadu solární energie na rozvodnou síť,“ řekl Bozeman. „Doufáme, že určením, jak využít stávající data k vyhodnocení výroby solární energie, pomůžeme rozvodné síti. Manažerské osoby s rozhodovací pravomocí budou schopny lépe zvládat extrémní povětrnostní podmínky a špičky a údolí ve spotřebě energie.“
Vládní agentury, letiště a vysílací společnosti monitorují atmosférické podmínky v reálném čase. Aktuální informace o počasí shromažďují také jednotlivci pomocí zařízení připojených k internetu instalovaných v jejich domovech. Data navíc shromažďují satelity NOAA (Národní úřad pro oceán a atmosféru) a NASA (Národní úřad pro letectví a vesmír). Data z těchto různých meteorologických stanic jsou sloučena a zpřístupněna veřejnosti.
Bozemanova výzkumná skupina zkoumá způsoby, jak kombinovat informace v reálném čase s historickými údaji o počasí z Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL), hlavního národního experimentu amerického ministerstva energetiky v oblasti výzkumu a vývoje v oblasti obnovitelných zdrojů energie a energetické účinnosti. NREL generuje datovou sadu s názvem Typický meteorologický rok (TMY), která poskytuje hodinové hodnoty slunečního záření a meteorologické prvky pro typický rok. Data NREL TMY lze použít k určení typických klimatických podmínek na konkrétním místě po dlouhou dobu.
Pro vytvoření datové sady TMY vzala NREL data z meteorologických stanic za posledních 50 až 100 let, zprůměrovala je a našla měsíc, který se průměru nejblíže blížil, uvedl Boseman. Cílem studie je zkombinovat tato data s aktuálními daty z místních meteorologických stanic po celé zemi a předpovědět teplotu a přítomnost slunečního záření na konkrétních místech, bez ohledu na to, zda se tato místa nacházejí blízko nebo daleko od zdrojů dat v reálném čase.
„S využitím těchto informací vypočítáme potenciální narušení sítě způsobené solárními systémy za elektroměrem,“ řekl Bozeman. „Pokud dokážeme předpovědět výrobu solární energie v blízké budoucnosti, můžeme dodavatelům elektřiny pomoci určit, zda se setkají s nedostatkem nebo přebytkem elektřiny.“
Zatímco energetické společnosti obvykle používají k výrobě elektřiny kombinaci fosilních paliv a obnovitelných zdrojů, někteří majitelé domů a firmy vyrábějí solární nebo větrnou energii na místě za elektroměrem. I když se zákony o měření čistého výkonu liší v jednotlivých státech, obecně vyžadují, aby energetické společnosti nakupovaly přebytečnou elektřinu vyrobenou fotovoltaickými panely zákazníků. S tím, jak bude v síti k dispozici více solární energie, by Bozemanův výzkum mohl také pomoci energetickým společnostem snížit jejich spotřebu fosilních paliv.