פרופסור לפוליטכניקה מתכוון להשתמש בנתוני תחנות מזג אוויר כדי לחזות את זמינות האנרגיה הסולארית

נתוני מזג אוויר מסייעים זה מכבר לחזאים לחזות עננים, גשם וסערות. ליסה בוזמן מהמכון הפוליטכני של פרדו רוצה לשנות זאת כך שבעלי מערכות סולאריות וחברות חשמל יוכלו לחזות מתי והיכן יופיע אור השמש, וכתוצאה מכך, להגדיל את ייצור האנרגיה הסולארית.
"זה לא רק כמה השמיים כחולים", אמרה בוסמן, פרופסור משנה שקיבלה את הדוקטורט שלה בהנדסת תעשייה. "זה גם עניין של קביעת הייצור והצריכה של חשמל".
בוזמן חוקר כיצד ניתן לשלב נתוני מזג אוויר עם מערכי נתונים אחרים הזמינים לציבור כדי לשפר את התגובה והיעילות של רשת החשמל הארצית על ידי חיזוי מדויק יותר של ייצור אנרגיה סולארית. חברות שירות מתמודדות לעתים קרובות עם האתגר של עמידה בביקוש במהלך קיץ חם וחורף קפוא.
"כיום, מודלים מוגבלים של חיזוי ואופטימיזציה של אנרגיה סולארית זמינים לחברות חשמל בנוגע להשפעה היומית של אנרגיה סולארית על הרשת", אמר בוזמן. "על ידי קביעת האופן שבו ניתן להשתמש בנתונים קיימים כדי להעריך את ייצור האנרגיה הסולארית, אנו מקווים לסייע לרשת. מקבלי החלטות ניהוליות מסוגלים טוב יותר לנהל תנאי מזג אוויר קיצוניים ושיאים וירידות בצריכת האנרגיה."
סוכנויות ממשלתיות, שדות תעופה וגופי שידור עוקבים אחר תנאי מזג האוויר בזמן אמת. מידע עדכני על מזג האוויר נאסף גם על ידי אנשים המשתמשים במכשירים המחוברים לאינטרנט המותקנים בבתיהם. בנוסף, נתונים נאספים על ידי לוויינים של NOAA (מינהל האוקיינוסים והאטמוספירה הלאומי) ונאס"א (מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי). נתונים מתחנות מזג האוויר השונות הללו משולבים וזמינים לציבור.
קבוצת המחקר של בוזמן בוחנת דרכים לשלב מידע בזמן אמת עם נתוני מזג אוויר היסטוריים מהמעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL), הניסוי הלאומי העיקרי של משרד האנרגיה האמריקאי במחקר ופיתוח של אנרגיה מתחדשת ויעילות אנרגטית. NREL מייצר מערך נתונים בשם "שנה מטאורולוגית אופיינית" (TMY) המספק ערכי קרינת שמש שעתית ואלמנטים מטאורולוגיים לשנה אופיינית. ניתן להשתמש בנתוני TMY NREL כדי לקבוע תנאי אקלים אופייניים במיקום מסוים לאורך תקופה ארוכה.
כדי ליצור את מערך הנתונים של TMY, NREL לקחה נתוני תחנות מזג אוויר מ-50 עד 100 השנים האחרונות, חישבתה את הממוצע ומצאה את החודש שהיה הקרוב ביותר לממוצע, אמר בוסמן. מטרת המחקר היא לשלב נתונים אלה עם נתונים עדכניים מתחנות מזג אוויר מקומיות ברחבי הארץ כדי לחזות את הטמפרטורה ונוכחות קרינת השמש במיקומים ספציפיים, ללא קשר לשאלה האם מיקומים אלה קרובים או רחוקים ממקורות נתונים בזמן אמת.
"באמצעות מידע זה, נחשב שיבושים פוטנציאליים ברשת החשמל ממערכות סולאריות מאחורי המונה", אמר בוזמן. "אם נוכל לחזות ייצור סולארי בעתיד הקרוב, נוכל לעזור לתשתיות לקבוע האם הן יחוו מחסור או עודף של חשמל."
בעוד שחברות שירותים משתמשות בדרך כלל בשילוב של דלקים מאובנים ואנרגיות מתחדשות כדי לייצר חשמל, חלק מבעלי הבתים והעסקים מייצרים אנרגיה סולארית או אנרגיית רוח במקום מאחורי המונה. בעוד שחוקי מדידת נטו משתנים ממדינה למדינה, הם בדרך כלל דורשים מחברות שירותים לרכוש חשמל עודף המופק על ידי פאנלים פוטו-וולטאיים של לקוחות. לכן, ככל שיותר אנרגיה סולארית תהיה זמינה ברשת, המחקר של בוזמן יכול גם לעזור לחברות שירותים להפחית את השימוש שלהן בדלקים מאובנים.