Weergegevens helpen meteorologen al lang bij het voorspellen van wolken, regen en stormen. Lisa Bozeman van het Purdue Polytechnic Institute wil hier verandering in brengen, zodat eigenaren van nutsbedrijven en zonne-energiesystemen kunnen voorspellen wanneer en waar zonlicht zal schijnen en daarmee de productie van zonne-energie kunnen verhogen.
"Het gaat niet alleen om hoe blauw de lucht is", zegt Boseman, universitair docent en gepromoveerd in industriële techniek. "Het gaat ook om het bepalen van de productie en het verbruik van elektriciteit."
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. Nutsbedrijven staan vaak voor de uitdaging om aan de vraag te voldoen tijdens hete zomers en ijskoude winters.
"Momenteel zijn er voor nutsbedrijven beperkte modellen beschikbaar voor zonne-energievoorspelling en -optimalisatie met betrekking tot de dagelijkse impact van zonne-energie op het net", aldus Bozeman. "Door te bepalen hoe bestaande data gebruikt kan worden om de zonne-energieopwekking te evalueren, hopen we het net te helpen. Besluitvormers in het management kunnen extreme weersomstandigheden en pieken en dalen in het energieverbruik beter beheersen."
Overheidsinstanties, luchthavens en omroepen monitoren de atmosferische omstandigheden in realtime. Actuele weersinformatie wordt ook verzameld door particulieren met behulp van apparaten met internetverbinding die thuis zijn geïnstalleerd. Daarnaast worden gegevens verzameld door satellieten van de NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) en NASA (National Aeronautics and Space Administration). 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 zonnestralingswaarden en meteorologische elementen voor een typisch jaar levert. 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, verzamelde NREL gegevens van weerstations uit de afgelopen 50 tot 100 jaar, berekende het het gemiddelde en vond de maand 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 aanwezigheid van zonnestraling op specifieke locaties te voorspellen, ongeacht of die locaties zich dichtbij of ver van realtime databronnen bevinden.
"Met deze informatie berekenen we mogelijke verstoringen van het net door zonne-energiesystemen achter de meter", aldus Bozeman. "Als we de zonne-energieproductie in de nabije toekomst kunnen voorspellen, kunnen we nutsbedrijven helpen bepalen of ze te maken krijgen met een tekort of overschot aan elektriciteit."
Terwijl nutsbedrijven doorgaans een combinatie van fossiele brandstoffen en hernieuwbare energiebronnen gebruiken om elektriciteit op te wekken, wekken sommige huiseigenaren en bedrijven zonne- of windenergie op, ter plaatse achter de meter. Hoewel de wetgeving rond saldering per staat verschilt, vereisen ze doorgaans dat nutsbedrijven overtollige elektriciteit afnemen die wordt opgewekt door de zonnepanelen van klanten. Naarmate er meer zonne-energie op het net beschikbaar komt, zou Bozemans onderzoek nutsbedrijven ook kunnen helpen hun gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen.
Plaatsingstijd: 09-09-2024