Профессор политехнического института намерен использовать данные метеостанции для прогнозирования доступности солнечной энергии.

Метеорологические данные долгое время помогали синоптикам прогнозировать облачность, дождь и грозы. Лиза Боземан из Политехнического института Пердью хочет изменить это, чтобы владельцы электростанций и солнечных электростанций могли прогнозировать, когда и где появится солнечный свет, и, как следствие, увеличить производство солнечной энергии.
«Дело не только в том, насколько синее небо, — сказала Боземан, доцент, получившая докторскую степень в области промышленной инженерии. — Важно также определить объемы производства и потребления электроэнергии».
В Боземане изучают, как можно объединить данные о погоде с другими общедоступными наборами данных для повышения оперативности и эффективности национальной энергосистемы за счет более точного прогнозирования производства солнечной энергии. Энергетические компании часто сталкиваются с проблемой удовлетворения спроса в жаркое лето и морозную зиму.
«В настоящее время энергетическим компаниям доступны лишь ограниченные модели прогнозирования и оптимизации солнечной энергии, позволяющие оценить ежедневное влияние солнечной энергии на энергосистему», — сказал Боземан. «Определив, как использовать имеющиеся данные для оценки выработки солнечной энергии, мы надеемся помочь энергосистеме. Лица, принимающие управленческие решения, смогут лучше справляться с экстремальными погодными условиями, а также пиками и спадами потребления энергии».
Государственные учреждения, аэропорты и телерадиокомпании отслеживают атмосферные условия в режиме реального времени. Информация о текущей погоде также собирается отдельными лицами с помощью подключенных к интернету устройств, установленных у них дома. Кроме того, данные собираются спутниками NOAA (Национальное управление по океаническим и атмосферным исследованиям) и NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). Данные с этих различных метеостанций объединяются и становятся доступны общественности.
Исследовательская группа Боземана изучает способы объединения информации в реальном времени с историческими данными о погоде из Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL), основного национального эксперимента Министерства энергетики США в области исследований и разработок в сфере возобновляемой энергии и энергоэффективности. NREL генерирует набор данных под названием «Типичный метеорологический год» (TMY), который предоставляет почасовые значения солнечной радиации и метеорологические элементы для типичного года. Данные TMY NREL могут быть использованы для определения типичных климатических условий в конкретном месте в течение длительного периода времени.
По словам Боземана, для создания набора данных TMY NREL взяла данные метеостанций за последние 50-100 лет, усреднила их и нашла месяц, наиболее близкий к среднему значению. Цель исследования — объединить эти данные с текущими данными местных метеостанций по всей стране, чтобы прогнозировать температуру и наличие солнечной радиации в конкретных местах, независимо от того, находятся ли эти места близко или далеко от источников данных в режиме реального времени.
«Используя эту информацию, мы рассчитаем потенциальные сбои в энергосистеме, вызванные солнечными электростанциями, расположенными за счетчиком», — сказал Боземан. «Если мы сможем спрогнозировать выработку солнечной энергии в ближайшем будущем, мы сможем помочь коммунальным предприятиям определить, столкнутся ли они с дефицитом или избытком электроэнергии».
Хотя коммунальные предприятия обычно используют комбинацию ископаемого топлива и возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии, некоторые домовладельцы и предприятия производят солнечную или ветровую энергию на месте, за счетчиком. Хотя законы о нетто-учете различаются в зависимости от штата, они, как правило, требуют от коммунальных предприятий закупать избыточную электроэнергию, вырабатываемую фотоэлектрическими панелями потребителей. Таким образом, по мере того как в энергосистему поступает все больше солнечной энергии, исследование Боземана также может помочь коммунальным предприятиям сократить использование ископаемого топлива.