Προσδιορισμός προνομίων της ηλιακή ενέργεια με δεδομένα τηλεπισκόπησης
Από RemoteSensing Wiki
Πρότυπος τίτλος: Determining profits for solar energy with remote sensing data
Συγγραφέας: Shifeng Wang, Barbara Koch
Εισαγωγή
Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα τηλεπισκόπισης για την εκτίμηση του δυναμικού ηλιακής ενέργειας. Προκειμένου να βρεθεί η άμεση κανονική ηλιακή ακτινοβολία (DNI) χρησιμοποιήθηκε το μέτριο φασματόμετρο απεικόνισης και ανάλυσης (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) για την λήψη των δεδομένων από υδρατμούς και αερολύματα καθώς επίσης και τα δεδομένα νέφους από την Εθνική Διοίκηση Ωκεανού και Ατμόσφαιρας (NOAA). Μετά την αξιολόγηση της ηλιακής ενέργειας, σημαντική ήταν η εύρεση της βέλτιστης τοποθεσίας για την ηλιακή εγκατάσταση όπως και ο καθορισμός στην τιμή της ηλιακής ενέργειας. Συνοπτικά οι στόχοι αυτής της εργασίας είναι: 1) Να καθορίσει τις βέλτιστες τοποθεσίες των φωτοβολταϊκών 2) Να αναλύσει την τιμή βάσης της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από την ηλιακή 3) Να ενσωματώσει την τηλεπισκόπιση στις εφαρμογές 1 και 2
Μεθοδολογία
Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν χωρίζονται σε δύο κατευθύνσεις όπου είναι: 1) το γεωγραφικό δυναμικό της ηλιακής ενέργειας και 2) το μοντέλο TIMES.
Στο γεωγραφικό δυναμικό της ηλιακής ενέργειας έχουμε την θεωρητική μορφή εύρεσης της ηλιακής ενέργειας που ορίζεται ως η ηλιακή ενέργεια ακτινοβολημένη στην επιφάνειά της γης. Όμως επειδή η γη είναι ελλειπτική η διαθέσιμη προβαλλόμενη επιφάνεια επηρεάζεται από γεωγραφικούς παράγοντες όπως η κάλυψη γης. Το μοντέλο TIMES είναι μια γεννήτρια πληροφοριών για τοπικά και εθνικά ενεργειακά συστήματα το οποίο παρέχει πλούσια τεχνολογία με βάση την εκτίμηση του ενεργειακού δυναμικού μακροπρόθεσμα. Το μοντέλο αυτό στοχεύει στην παροχή ενεργειακών υπηρεσιών με το ελάχιστο κόστος και με ταυτόχρονη ισορροπία στην επένδυση και τη λειτουργία του εξοπλισμού αλλά και τις αποφάσεις για το εμπόριο ενέργειας ανά περιφέρεια. Στην εικόνα 1 μπορούμε να δούμε μια χωρική κατανομή των χρήσεων γης των πέντε χωρών που μελετάτε στην παρούσα εργασία, όπου είναι η Αυστρία, η Γαλλία, η Γερμανία, η Ιταλία και η Ελβετία. Τα δεδομένα χρήσεων γης λαμβάνονται από την ESA (European Space Agency) ενώ αυτά της ηλιακής ακτινοβολίας από τη NASA. Στη συνέχεια πρέπει να υπολογίσουμε το ηλιακό γεωγραφικό δυναμικό όπου μπορούμε να το κάνουμε με 2 τρόπους: πρώτον με καταγραφή της διαθέσιμης έκτασης για κάθε ηλιακό δίκτυο που βρίσκεται στην περιοχή μελέτης μας και στη συνέχεια να πολλαπλασιάσουμε τη διαθέσιμη περιοχή με την άμεση κανονική ακτινοβολία για κάθε ηλιακό δίκτυο. Τέλος συγκεντρώνουμε όλα τα ηλιακά δυναμικά για να αποκτήσουμε το ηλιακό δυναμικό της χώρας. Ο δεύτερος τρόπος είναι ο μέσος όρος όλων των άμεσων ηλιακών ακτινοβολιών των πλεγμάτων που πέφτουν στη χώρα μελέτης και στη συνέχεια πολλαπλασιάζονται με τη άμεση κανονική ακτινοβολία από τη διαθέσιμη περιοχή. Προκειμένου να υπολογιστεί η διαθέσιμη έκταση λαμβάνουμε υπόψη τους κατάλληλους παράγοντες που απεικονίζονται στον πίνακα 1 για κάθε κατηγορία γης σε σχέση με τα δεδομένα χρήσεων γης. Η αποτελεσματικότητα του πρώτου τρόπου είναι πολύ χαμηλή επειδή η χωρική ανάλυση των δεδομένων χρήσεων γης είναι διαφορετική από εκείνη των δεδομένων ηλιακής ακτινοβολίας. Συνεπώς σε αυτή την εργασία υιοθετείτε ο δεύτερος τρόπος.
Αποτελέσματα
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι μόνο η Γερμανία από τις συνολικά 5 χώρες, έχει την ευκαιρία να ικανοποιήσει τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας με την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών, διότι με βάση την εικόνα 3 έχει την χαμηλότερη φωτοβολταϊκή τιμή με δεύτερη τη Γαλλία. Επίσης μέσα από τα αποτελέσματα προτείνετε να μειωθεί η τιμής της φωτοβολταϊκής μονάδας για δυνητικές περιοχές εγκατάστασης φωτοβολταϊκών και έτσι η έρευνα για τα φωτοβολταϊκά πρέπει να λαμβάνει περισσότερη προσοχή. Τέλος, η συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιεί δεδομένα τηλεπισκόπισης για την ανάλυση των βέλτιστων θέσεων φωτοβολταϊκών καθώς και τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας που προκύπτουν από την ηλιακή ενέργεια.
