Weergegevens worden al lange tijd gebruikt door meteorologen om wolken, regen en onweer te voorspellen. Lisa Bozeman van het Purdue Polytechnic Institute wil hier verandering in brengen, zodat eigenaren van energiebedrijven en zonnepanelen kunnen voorspellen wanneer en waar de zon zal schijnen en daardoor de productie van zonne-energie kunnen verhogen.
"Het gaat niet alleen om hoe blauw de lucht is," zei Boseman, een universitair docent die haar doctoraat in de industriële engineering behaalde. "Het gaat er ook om de productie en het verbruik van elektriciteit te bepalen."
Bozeman onderzoekt hoe weergegevens gecombineerd kunnen worden met andere openbaar beschikbare datasets om de responsiviteit en efficiëntie van het nationale elektriciteitsnet te verbeteren door de productie van zonne-energie nauwkeuriger te voorspellen. Energiebedrijven staan vaak voor de uitdaging om aan de vraag te voldoen tijdens hete zomers en ijskoude winters.
"Momenteel zijn er slechts beperkte modellen beschikbaar voor energiebedrijven om de dagelijkse impact van zonne-energie op het elektriciteitsnet te voorspellen en te optimaliseren", aldus Bozeman. "Door te bepalen hoe bestaande gegevens kunnen worden gebruikt om de opwekking van zonne-energie te evalueren, hopen we het net te helpen. Besluitvormers in het management kunnen daardoor beter inspelen op extreme weersomstandigheden en pieken en dalen in het energieverbruik."
Overheidsinstanties, luchthavens en omroepen monitoren de atmosferische omstandigheden in realtime. Ook particulieren verzamelen actuele weersinformatie via internetapparaten in hun huis. Daarnaast worden gegevens verzameld door satellieten van NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) en NASA (National Aeronautics and Space Administration). De gegevens van deze verschillende weerstations worden gecombineerd en openbaar gemaakt.
De onderzoeksgroep van Bozeman onderzoekt manieren om realtime-informatie te combineren met historische weergegevens van het National Renewable Energy Laboratory (NREL), het belangrijkste nationale experiment van het Amerikaanse ministerie van Energie op het gebied van onderzoek en ontwikkeling naar hernieuwbare energie en energie-efficiëntie. NREL genereert een dataset genaamd Typical Meteorological Year (TMY) die uurlijkse waarden voor zonnestraling en meteorologische elementen voor een typisch jaar bevat. TMY NREL-gegevens kunnen worden gebruikt om typische klimaatomstandigheden op een bepaalde locatie over een lange periode te bepalen.
Om de TMY-dataset te creëren, heeft NREL gegevens van weerstations van de afgelopen 50 tot 100 jaar verzameld, het gemiddelde berekend en de maand bepaald die het dichtst bij het gemiddelde lag, aldus Boseman. Het doel van de studie is om deze gegevens te combineren met actuele gegevens van lokale weerstations in het hele land om de temperatuur en de hoeveelheid zonnestraling op specifieke locaties te voorspellen, ongeacht of die locaties zich dichtbij of ver van realtime gegevensbronnen bevinden.
"Met deze informatie berekenen we de mogelijke verstoringen van het elektriciteitsnet door zonnepanelen achter de meter", aldus Bozeman. "Als we de zonne-energieproductie in de nabije toekomst kunnen voorspellen, kunnen we energiebedrijven helpen bepalen of ze te maken krijgen met een tekort of een overschot aan elektriciteit."
Hoewel energiebedrijven doorgaans een combinatie van fossiele brandstoffen en hernieuwbare energiebronnen gebruiken om elektriciteit op te wekken, wekken sommige huiseigenaren en bedrijven zelf zonne- of windenergie op, achter de meter. Hoewel de wetgeving rondom netmeting per staat verschilt, verplicht deze energiebedrijven over het algemeen om de overtollige elektriciteit die door de zonnepanelen van klanten wordt opgewekt, af te nemen. Naarmate er meer zonne-energie beschikbaar komt op het net, zou het onderzoek van Bozeman energiebedrijven dus ook kunnen helpen hun gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen.
Geplaatst op: 9 september 2024