Professor vid polyteknisk högskola avser att använda väderstationsdata för att förutsäga tillgången på solenergi

Väderdata har länge hjälpt prognosmakare att förutsäga moln, regn och stormar. Lisa Bozeman från Purdue Polytechnic Institute vill ändra på detta så att ägare av energibolag och solsystem kan förutsäga när och var solljuset kommer att dyka upp och som ett resultat öka solenergiproduktionen.
”Det handlar inte bara om hur blå himlen är”, sa Boseman, en biträdande professor som tog sin doktorsexamen i industriteknik. ”Det handlar också om att fastställa produktionen och förbrukningen av el.”
Bozeman forskar på hur väderdata kan kombineras med andra offentligt tillgängliga datamängder för att förbättra det nationella elnätets respons och effektivitet genom att mer exakt förutsäga solenergiproduktionen. Energiföretag står ofta inför utmaningen att möta efterfrågan under varma somrar och iskalla vintrar.
”För närvarande finns det begränsade modeller för solprognoser och optimering tillgängliga för energibolag gällande solenergins dagliga påverkan på elnätet”, sa Bozeman. ”Genom att fastställa hur man använder befintliga data för att utvärdera solenergiproduktion hoppas vi kunna hjälpa elnätet. Beslutsfattare inom ledningen kan bättre hantera extrema väderförhållanden och toppar och dalar i energiförbrukningen.”
Myndigheter, flygplatser och radio- och tv-bolag övervakar atmosfäriska förhållanden i realtid. Aktuell väderinformation samlas också in av individer som använder internetanslutna enheter installerade i deras hem. Dessutom samlas data in av satelliter från NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) och NASA (National Aeronautics and Space Administration). Data från dessa olika väderstationer kombineras och görs tillgängliga för allmänheten.
Bozemans forskargrupp utforskar sätt att kombinera realtidsinformation med historisk väderdata från National Renewable Energy Laboratory (NREL), det amerikanska energidepartementets primära nationella experiment inom forskning och utveckling för förnybar energi och energieffektivitet. NREL genererar en datauppsättning som heter Typical Meteorological Year (TMY) som ger timvärden för solstrålning och meteorologiska element för ett typiskt år. TMY NREL-data kan användas för att bestämma typiska klimatförhållanden på en viss plats över en längre tidsperiod.
För att skapa TMY-datasetet tog NREL väderstationsdata från de senaste 50 till 100 åren, beräknade medelvärdet och fann den månad som låg närmast medelvärdet, sa Boseman. Målet med studien är att kombinera dessa data med aktuella data från lokala väderstationer över hela landet för att förutsäga temperaturen och närvaron av solstrålning på specifika platser, oavsett om dessa platser är nära eller långt från realtidsdatakällor.
”Med hjälp av den här informationen kommer vi att beräkna potentiella störningar i elnätet från solcellssystem bakom mätaren”, sa Bozeman. ”Om vi kan förutsäga solenergiproduktion inom en snar framtid kan vi hjälpa energibolag att avgöra om de kommer att uppleva brist eller överskott av el.”
Medan energibolag vanligtvis använder en kombination av fossila bränslen och förnybara energikällor för att producera el, genererar vissa husägare och företag sol- eller vindkraft på plats bakom mätaren. Även om lagar om nettoavläsning varierar mellan stater, kräver de i allmänhet att energibolag köper överskottsel som genereras av kundernas solcellspaneler. Så i takt med att mer solenergi blir tillgänglig på elnätet kan Bozemans forskning också hjälpa energibolag att minska sin användning av fossila bränslen.