Αξιολόγηση του ηλιακού ενεργειακού δυναμικού στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα με τη χρήση τηλεπισκόπησης και Δεδομένων Πρόγνωση Καιρού
Από RemoteSensing Wiki
Εισαγωγή
Αυτή η έρευνα προτείνει καινοτόμους χάρτες για να περιγράψει τους δείκτες καταλληλότητας σχετικά με τα οικόπεδα που προορίζονται για την εφαρμογή των συστημάτων ηλιακής ενέργειας (PV και CSP) σ τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα. Οι εν λόγω χάρτες έχουν αναπτυχθεί από το συνδυασμό των ηλιακών χάρτες εντάσεως φωτός (παγκόσμια οριζόντια ακτινοβολία και άμεση κανονική ακτινοβολία) με τα αποτελέσματα των χερσαίων περιορισμών(κλίση της γης, τη χρήση γης και την προσβασιμότητα στην υποδομή μεταφορών) και τις καιρικές συνθήκες (ιδιότητες αερομεταφερόμενης σκόνης, ταχύτητα αέρα, σχετική υγρασία, θερμοκρασία του αέρα).
Τηλεπισκοπικά δεδομένα
Κατά τα τελευταία 40 χρόνια, μεγάλης κλίμακας μεταβλητές ηλιακής ακτινοβολίας υπολογίστηκαν ή / και προβλέφθηκαν διαχρονικά και αποτέλεσαν τη βάση για τον έλεγχο διάφορων περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών και φαινομένων (κλιματική αλλαγή, με σκοπό τη μοντελοποίηση, κλπ). Αυτές οι μεταβλητές προέρχονται από δορυφόρους που βασίζονται σε αισθητήρες (AVHRR, TOMS Spectrometer, ADEOS-2 , Terra / MODIS, MSG και / SEVIRI: Meteosat δεύτερης γενιάς / Spinning Ενισχυμένη ορατές και υπέρυθρες εικόνες, κλπ). Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε μια ευρεία ποικιλία μοντέλων και εμπειρικές δραστηριότητες (υδρολογία, την πρόβλεψη, την κλιματολογία, ωκεανογραφία, αξιολόγηση ηλιακή ενέργεια, κλπ) και έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη πολλών βάσεων δεδομένων ανοικτού κώδικα που διαχειρίζεται μεγάλους διεθνείς οργανισμούς, επιχειρησιακά κέντρα και των εταιρειών.
Οι Δορυφορικοί αισθητήρες είναι οι μόνες διαθέσιμες τεχνικές οι οποίες παρέχουν ένα μέτρο για τις ηλιακές εντάσεις φωτός σε υψηλές χρονικές και χωρικές κλίμακες.
Με την πάροδο των ετών, έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι για την πρόβλεψη της ηλιακής ακτινοβολίας με τη χρήση διαφόρων γεωστατικών δορυφορικών εικόνων (MSG / SEVIRI, GOES-EAST, GOES-δυτικά, GMS, και IODC). Αυτές οι μέθοδοι έχουν επιτύχει να γίνεται εκτίμηση όλων των συνιστωσών της ηλιακής ακτινοβολίας (GHI, DNI, και DHI: Διάχυτη οριζόντια Ακτινοβολία) σε υψηλή χρονική και χωρική ανάλυση για να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις της τεχνολογίας ηλιακής ενέργειας. Η επικύρωση αυτών των συστατικών έχει δείξει αρκετή ακρίβεια σε διαφορετικές περιοχές. Ωστόσο, η επίδραση των τοπικών καιρικών συνθηκών στην εκτίμησης της ηλιακής ακτινοβολίας πάνω από ορισμένες περιοχές είναι το κύριο θέμα τους. Τα ΗΑΕ έχουν πολυποίκιλο κλίμα λόγω της θέσης τους, ως εκ τούτου, ένα νέο στατιστικό μοντέλο για την εξαγωγή ανά 15 λεπτά των συνιστωσών της ηλιακής ακτινοβολίας σε ~ 3 χιλιόμετρα χωρική ανάλυση έχει πρόσφατα αναπτυχθεί και πιστοποιηθεί για τα ΗΑΕ. Το μοντέλο αυτό βασίζεται στις θερμικές ζώνες των δορυφορικών εικόνων MSG / SEVIRI και τις επίγειες μετρήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας που συλλέγεται σε επτά διαφορετικές τοποθεσίες αραιά κατανεμημένα στην περιοχή. Οι εκτιμήσεις αυτές παρέχουν μια καλή κατανόηση των χωροχρονικών διακυμάνσεων της ηλιακής ακτινοβολίας πάνω από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα. Πράγματι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό των ιδιαίτερα πιθανών τοποθεσιών για την εφαρμογή του SES ως εγγύηση μια υψηλή παραγωγή ηλεκτρισμού πάροδο του χρόνου.
Όσο για τις οπτικές ιδιότητες αερολυμάτων ανάκτησης (AOTλ: αερόλυμα οπτικό πάχος και αλ1 / λ2: συστατικό Angstrom),διάφοροι αλγόριθμοι έχουν προταθεί σε διαφορετικές κλιματικές συνθήκες. Ενώ η AOTλ εκφράζει το πόσο φως εξασθενεί σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος (λ), λόγω του αερολύματος, όταν περνά μέσα, τα συστατικά Angstrom αλ1 / λ2 εκφράζουν το μέγεθος των σωματιδίων. Ακόμα κι αν οι χωρικές και χρονικές αναλύσεις των ιδιοτήτων αερολυμάτων ποικίλουν από λεπτό (υψηλή), σε χονδρό (χαμηλή), σύμφωνα με τους στόχους για τη χρήση τους, έχουν βελτιώσει την κατανόησή μας για τις πηγές εκπομπής σκόνης και το μοτίβο μεταφοράς . Τα πλέον χρησιμοποιούμενα προϊόντα σωνατιδίων είναι εκείνα που προέρχονται από δορυφορικές εικόνες από MODIS και MISR. Οι μηνιαίες τιμές προκύπτουν από τη χωρική ανάλυση ~ 100 χιλιόμετρα και ~ 50 χιλιόμετρα βασιζόμενα στο επίπεδο 2 προϊόντων υψηλότερης χωρικής ανάλυσης (10 χιλιόμετρα για MODIS? 17,6 χιλιόμετρα για MISR) και μικρότερης χρονικής ανάλυσης (2 ημέρες για MODIS και 9 ημέρες για MISR). Επιπλέον, ακόμη και αν η μηνιαία χρονική κλίμακα είναι ιδιαίτερα επιθυμητή για τον χαρακτηρισμό της συμπεριφοράς φόρτωσης με σκόνη, η παχή χωρική ανάλυση αυτών των προϊόντων είναι το κύριο μειονέκτημα τους. Για να ξεπεραστούν αυτά τα προβλήματα, έχουν καθοριστεί πρόσφατα μηνιαίες οπτικές ιδιότητες αερολυμάτων σε ~ χωρική ανάλυση 3 χιλιόμετρα που καλύπτει την περίοδο 2004-2012, με βάση τις μηνιαίες εκτιμήσεις της DHI που αποτελούν μέρος των ΗΑΕ Solar Atlas Οι χάρτες αυτοί είναι με υψηλής ακριβείας με αποδεκτή τετραγωνική ρίζα σφάλματος.
Συμπεράσματα
Η Τηλεπισκόπηση, τα καιρικά μοντέλα πρόγνωσης και το σύστημα γεωχωρικών πληροφοριών (GIS) προσφέρουν εξαιρετικά εργαλεία για την εκτίμηση και την παρακολούθηση των προαναφερόμενων δεδομένων σε υψηλές χρονικές και χωρικές αναλύσεις. Πράγματι, τα στοιχεία αυτά έχουν αποδεκτή ακρίβεια για να παρέχουν μια καλή κατανόηση του βαθμού έκθεσης σε αυτά τα δεδομένα σε κάθε θέση. Τα αποτελέσματά μας υπογραμμίζουν τις δυνατότητες για τη χρήση των εργαλείων για την εκτίμηση του χάρτη δυνατοτήτων στα ΗΑΕ, για τη χρήσης γης, τη σκόνη / σχετικής υγρασίας / χάρτη, τον κίνδυνο από τη θερμοκρασία του αέρα και, τέλος, το σχετικό δείκτη καταλληλότητας γης τόσο για φωτοβολταϊκά όσο και για σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας CSP(εικόνα 2). Τα ληφθέντα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις είναι πιο κατάλληλες για τα ΗΑΕ από σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας CSP. Στην πραγματικότητα, οι πιο κατάλληλες περιοχές για μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας φωτοβολταϊκών βρίσκονται στην ανατολική πλευρά της χώρας, μια περιοχή η οποία αντιπροσωπεύει το 9,7% της συνολικής έκτασης των ΗΑΕ. Όσο για τους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας CSP, οι πιο κατάλληλες περιοχές τους που βρίσκονται στις ακτές γύρω από το ξενοδοχείο Αμπού Ντάμπι, και το ακραίο νότο των Ηνωμένων Αραβικών Εμιράτων, με μια περιοχή που αντιπροσωπεύει το 1%.
Πηγή: Assessment of solar energy potential over the United Arab Emirates using remote sensing and weather forecast data, Ιmen Gherboudj, , Hosni Ghedira
