Polyteknisk professor vil bruge vejrstationsdata til at forudsige tilgængeligheden af solenergi

Vejrdata har længe hjulpet meteorologer med at forudsige skyer, regn og storme. Lisa Bozeman fra Purdue Polytechnic Institute ønsker at ændre dette, så ejere af forsyningsselskaber og solcelleanlæg kan forudsige, hvornår og hvor sollyset vil dukke op, og som følge heraf øge produktionen af solenergi.
"Det handler ikke kun om, hvor blå himlen er," sagde Boseman, en adjunkt med en ph.d. i industriel ingeniørvidenskab. "Det handler også om at bestemme produktionen og forbruget af elektricitet."
Bozeman forsker i, hvordan vejrdata kan kombineres med andre offentligt tilgængelige datasæt for at forbedre det nationale elnets reaktionsevne og effektivitet ved mere præcist at forudsige solenergiproduktionen. Forsyningsselskaber står ofte over for udfordringen med at imødekomme efterspørgslen i varme somre og iskolde vintre.
"I øjeblikket er der begrænsede solprognoser og optimeringsmodeller tilgængelige for forsyningsselskaber vedrørende den daglige påvirkning af solenergi på nettet," sagde Bozeman. "Ved at bestemme, hvordan man bruger eksisterende data til at evaluere solenergiproduktion, håber vi at kunne hjælpe nettet. Ledelsesmæssige beslutningstagere er bedre i stand til at håndtere ekstreme vejrforhold og toppe og dale i energiforbruget."
Regeringsorganer, lufthavne og tv-stationer overvåger atmosfæriske forhold i realtid. Aktuelle vejroplysninger indsamles også af enkeltpersoner ved hjælp af internetforbundne enheder installeret i deres hjem. Derudover indsamles data af NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) og NASA (National Aeronautics and Space Administration) satellitter. Data fra disse forskellige vejrstationer kombineres og stilles til rådighed for offentligheden.
Bozemans forskergruppe undersøger måder at kombinere realtidsinformation med historiske vejrdata fra National Renewable Energy Laboratory (NREL), det amerikanske energiministeriums primære nationale eksperiment inden for forskning og udvikling i vedvarende energi og energieffektivitet. NREL genererer et datasæt kaldet Typical Meteorological Year (TMY), der leverer timebaserede solstrålingsværdier og meteorologiske elementer for et typisk år. TMY NREL-data kan bruges til at bestemme typiske klimaforhold på et bestemt sted over en længere periode.
For at oprette TMY-datasættet tog NREL vejrstationsdata fra de sidste 50 til 100 år, beregnede gennemsnittet og fandt den måned, der var tættest på gennemsnittet, sagde Boseman. Målet med undersøgelsen er at kombinere disse data med aktuelle data fra lokale vejrstationer over hele landet for at forudsige temperaturen og tilstedeværelsen af solstråling på bestemte steder, uanset om disse steder er tæt på eller langt fra realtidsdatakilder.
"Ved hjælp af disse oplysninger vil vi beregne potentielle afbrydelser i elnettet fra solcelleanlæg bag måleren," sagde Bozeman. "Hvis vi kan forudsige solcelleproduktion i den nærmeste fremtid, kan vi hjælpe forsyningsselskaber med at afgøre, om de vil opleve mangel eller overskud af elektricitet."
Mens forsyningsselskaber typisk bruger en kombination af fossile brændstoffer og vedvarende energi til at producere elektricitet, genererer nogle husejere og virksomheder sol- eller vindenergi på stedet bag måleren. Selvom love om nettomåling varierer fra stat til stat, kræver de generelt, at forsyningsselskaber køber overskydende elektricitet genereret af kundernes solcellepaneler. Så efterhånden som mere solenergi bliver tilgængelig på nettet, kan Bozemans forskning også hjælpe forsyningsselskaber med at reducere deres forbrug af fossile brændstoffer.