Προστασία της ηλιακής ενέργειας από επικίνδυνες καιρικές συνθήκες

2
Προστασία της ηλιακής ενέργειας από επικίνδυνες καιρικές συνθήκες

Σύστημα προειδοποίησης για χαλαζόπτωση συνδυάζει αισθητήρες καιρού και τώρα εκπομπές.

Με Johan Jacques, Σύμβουλος Μετεωρολογίας

Αναδημοσίευση ευγενική προσφορά του KISTERS Βόρεια Αμερική, Inc.

Σύμφωνα με την Διοίκηση Ενεργειακών Πληροφοριών των ΗΠΑ, μεταξύ 2020 και 2035 η ηλιακή ενέργεια εκτιμάται ότι θα αυξηθεί από το 3% στο 14% της συνολικής παραγωγής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες. Μέχρι το έτος 2050, η συγκεκριμένη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας μπορεί να αντιπροσωπεύει το 20%.

Ταυτόχρονα με αυτήν την αισιόδοξη προοπτική καθαρής ενέργειας είναι η πιθανότητα τα γεγονότα βροχοπτώσεων να γίνουν πιο ακραία, με βάση την εκτενώς αξιολογημένη Έκθεση Αξιολόγησης 6 (AR6) από η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC).

Η προστασία των φωτοβολταϊκών πλαισίων από επικίνδυνες καιρικές συνθήκες, όπως ακραίοι άνεμοι και χαλαζοπτώσεις, θα είναι σημαντική για τη διαθεσιμότητα και την αξιοπιστία της ηλιακής ενέργειας.

Περιορισμένη περίοδος εμφάνισης, Σημαντικό κόστος

Ειδικά τα μεγάλα χαλάζια μπορούν να καταστρέψουν τους ηλιακούς συλλέκτες, εξωτερικά και εσωτερικά (μικρορωγμές), οδηγώντας σε υποβέλτιστη απόδοση της απόδοσης ισχύος εξόδου. Μακροπρόθεσμα, η λειτουργικότητα του πάνελ μπορεί να επιδεινωθεί περαιτέρω καθώς η σκόνη ή το νερό διεισδύουν σε αυτές τις ρωγμές.

Στο βόρειο ημισφαίριο, η περίοδος εμφάνισης περιορίζεται κυρίως από τον Απρίλιο έως τον Σεπτέμβριο. Ορισμένες περιοχές είναι πιο επιρρεπείς σε χαλαζοπτώσεις από άλλες. Ωστόσο, πολλές περιοχές στις ΗΠΑ με τις μεγαλύτερες δυνατότητες παραγωγής ηλιακής ενέργειας είναι οι ίδιες περιοχές που κινδυνεύουν περισσότερο από χαλαζοπτώσεις.

Εικόνα 1. Ο χάρτης του Κέντρου Πρόβλεψης Καταιγίδων NWS των ΗΠΑ δείχνει το Τέξας, την Οκλαχόμα, το Κάνσας και τη Νεμπράσκα που κινδυνεύουν περισσότερο, με ορισμένα μέρη να αντιμετωπίζουν χαλαζοπτώσεις με μεγέθη χαλαζιού > 2 ίντσες με συχνότητα μεγαλύτερη από μία ημέρα το χρόνο. Εικόνα ευγενική προσφορά του NOAA.

Καθώς τα μεγάλα χαλαζοπτώσεις παραμένουν σπάνια, οι ζημιές που προκαλούν μπορεί να είναι πολύ σημαντικές. Λόγω ενός συνδυασμού ιστορικής διόρθωσης και πρόσφατων περιπτώσεων στο Τέξας, οι τιμές ηλιακής ασφάλισης εκτινάσσονται στα ύψη – αυξάνονται έως και 400% τα τελευταία χρόνια – σε όριο έκπτωσης 1 εκατομμυρίου $ και όριο σωματικής ζημιάς 15%.

Προηγουμένως, τα ασφαλιστήρια συμβόλαια με ελάχιστη έκπτωση 100.000 $ ή 5% του ορίου φυσικής ζημιάς ήταν κοινά. Σήμερα, η έκπτωση 250.000 $ και το όριο 5% δεν είναι ασυνήθιστα.

Τα μέγιστα όρια φυσικής ζημιάς καθορίζονται όλο και πιο συχνά στις πολιτικές αντί για την πλήρη κάλυψη φυσικών ζημιών.

Αναζητώντας ελέγχους κόστους, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας στρέφονται στα δεδομένα καιρού για να προστατεύσουν τα περιουσιακά τους στοιχεία. Η παράδοση πληροφοριών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για δράση παρέχει μεγαλύτερη ευαισθητοποίηση για πιθανές ζημιές από χαλάζι και χρόνο προετοιμασίας.

Τι θα κάνατε με ειδοποίηση έως και 3 ημερών;

Με ένα χρονοδιάγραμμα πρόβλεψης έως και 3 ημερών, οι χειριστές και οι ομάδες πληρωμάτων πεδίου μπορούν να παρακολουθούν και να προετοιμάζουν τα περιουσιακά στοιχεία για τους κινδύνους.

Η χρήση μοντέλων αριθμητικής πρόβλεψης καιρού (NWP) εκτός από πολλές παραμέτρους του μοντέλου, δείκτες αστάθειας και προσομοιωμένη ανακλαστικότητα ραντάρ μπορεί να δώσει έμμεσες υποδείξεις για την εμφάνιση χαλαζιού. Αρκετά καλά μοντέλα είναι διαθέσιμα στον δημόσιο τομέα και στο εμπορικό.

ελεύθερα διαθέσιμα στατιστικά μοντέλα που βοηθούν στον προσδιορισμό της εμφάνισης χαλαζόπτωσης, πηγή Johan Jacques, KISTERS AG

Πίνακας 1. Ελεύθερα διαθέσιμα στατιστικά μοντέλα που βοηθούν στον προσδιορισμό της εμφάνισης χαλαζοθύελλας, (δωρεάν διαθέσιμα στατιστικά μοντέλα που βοηθούν στον προσδιορισμό της εμφάνισης χαλαζοθύελλας, πηγή Johan Jacques, KISTERS AG).

Εκτός από τις παραμέτρους του κλασικού μοντέλου, το μοντέλο Ταχείας Ανανέωσης Υψηλής Ανάλυσης (HRRR) παράγει επίσης μια ενδιαφέρουσα παράμετρο που ονομάζεται GRMAX01, η οποία παρέχει προβλέψεις μιας ώρας της μέγιστης διαμέτρου χαλαζιού/γκραούπελ της τελευταίας ώρας στην επιφάνεια.

Τα παραπάνω προτεινόμενα μοντέλα NAM και HRRR είναι ντετερμινιστικά, ενώ το SREF παρέχει δεδομένα συνόλου που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή της πιθανότητας σοβαρών καιρικών φαινομένων. Σημείωση: παράμετροι όπως αστάθεια / χαλάζι (ειδικά για τις εξόδους HRRR) θεωρούνται πειραματικές.

Τι θα κάνατε με ειδοποίηση έως και 2 ωρών;

Με καθυστέρηση 0-2 ωρών, τα προστατευτικά μέτρα μπορεί να μετακινήσουν τους ηλιακούς συλλέκτες σε ασφαλή θέση, μειώνοντας τις ζημιές που προκύπτουν από μεγάλα χαλάζι. Εκτός από τα προαναφερθέντα NWP, οι τώρα εκπομπές — προβλέψεις μικρής εμβέλειας με χρήση παρατηρηθέντων ραντάρ και προηγμένων αλγορίθμων παρέκτασης — που βασίζονται σε εγκαταστάσεις ραντάρ πολωσιμετρικής ζώνης X μπορεί να υποστηρίξουν αποφάσεις.

Τα ραντάρ ζώνης Χ έχουν συνήθως χρησιμοποιήσιμη ακτίνα 30-60 km (19-37 mi). Εκτός από τις κλασικές παραμέτρους όπως η ανακλαστικότητα και η ένταση της βροχόπτωσης, τα ραντάρ παρέχουν αξιόπιστες πληροφορίες σχετικά με τον τύπο βροχόπτωσης που φτάνει στην επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένου του καλοκαιρινού χαλαζιού.

Τα ραντάρ X-band έχουν επίσης το πλεονέκτημα της υψηλής ανάλυσης και της υψηλής συχνότητας ενημέρωσης.

Συνδυάζοντας τον τύπο βροχόπτωσης με τεχνικές τώρα μετάδοσης και εφαρμόζοντας όρια ειδοποίησης σε αυτά τα δεδομένα, μπορεί να δημιουργηθεί ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για χαλαζόπτωση για τον μετριασμό των ζημιών και την αύξηση της ανθεκτικότητας του συστήματος.

Εικόνα 2. Παράδειγμα τύπου υετού από ραντάρ ζώνης X, με ανάλυση 125 m. Τα κόκκινα εικονοστοιχεία δείχνουν περιοχές με μεγάλες εμφανίσεις χαλαζιού. (Λήψη οθόνης δεδομένων ραντάρ βροχόπτωσης από ραντάρ X-band, με ανάλυση 125 μέτρων. Τα κόκκινα εικονοστοιχεία αποκαλύπτουν περιοχές με μεγάλες εμφανίσεις χαλαζιού.| Πηγή εικόνας Johan Jacques, KISTERS AG.)

Διδάγματα από κάθε εκδήλωση

Μετά την εκδήλωση μιας καταιγίδας, η ικανότητα να αποδειχθεί ότι έπεσε μεγάλο χαλάζι στο εργοτάξιο γίνεται κρίσιμη. Εμφανίζεται κάποια παραμετρική ασφάλιση που βασίζεται σε συμφωνημένα κατώτατα όρια. Για παράδειγμα, ένας αντισυμβαλλόμενος μπορεί να χρειαστεί να τεκμηριώσει την εμφάνιση χαλαζόλιθων διαμέτρου μεγαλύτερης από 2 ίντσες.

Εκτός από στοιχεία από ραντάρ ζώνης X, οι επιτόπιοι αισθητήρες χαλαζιού είναι απαραίτητοι. Τουλάχιστον θα πρέπει να παρέχουν καλά στατιστικά στοιχεία σχετικά με την κατανομή του μεγέθους του χαλαζιού στο χρόνο και τον αριθμό των επιπτώσεων ανά κατηγορία μεγέθους χαλαζιού ανά συμβάν.

Σχήμα 3. Κατανομή της διαμέτρου χαλαζιού στο χρόνο κατά τη διάρκεια ενός συμβάντος χαλαζιού.

Ενώ τα χαλαζοπτώσεις παραμένουν σπάνια, η εκθετική αύξηση των δεδομένων από το δίκτυο αισθητήρων καιρού, τα κέντρα πρόβλεψης και τους παρόχους ραντάρ ζώνης X της εταιρείας κοινής ωφελείας δημιουργεί την ανάγκη για μια αξιόπιστη πλατφόρμα για την προβολή αυτών των πληροφοριών, τη ρύθμιση συναγερμών για τις συνθήκες και την αποθήκευση για μετα- αναλύσεις συμβάντων.

KISTERS datasphere όχι μόνο ενσωματώνει τα δεδομένα δικτύου παρακολούθησης ενός οργανισμού με προβλέψεις και τώρα εκπομπές από εξωτερικές πηγές, αλλά Hyquest Solutions Αμερική, ένα Ομάδα KISTERS Η εταιρεία παρέχει επίσης αισθητήρες χαλαζιού από άκρο σε άκρο και τεχνολογία nowcast.

Ως μετεωρολόγος καριέρας, ο Johan Jacques ηγείται της εννοιολογικής ανάπτυξης της υπηρεσίας πληροφοριών βροχοπτώσεων υψηλής ανάλυσης HydroMaster. Η στενή συνεργασία με εταιρείες ύδρευσης, επιχειρήσεις κοινής ωφελείας ενέργειας και φορείς εκμετάλλευσης δικτύων επιτρέπει στον Johan να αντιμετωπίσει άμεσα τις ανάγκες και τις απογοητεύσεις που εντοπίζουν οι σημερινοί επαγγελματίες του νερού που απαιτούν καινοτόμα εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων. Η Johan παρέχει επίσης εκπαίδευση και τεχνική υποστήριξη σε πελάτες και συνεργάτες τόσο της HydroMaster όσο και της datasphere.


 

Εκτιμάτε την πρωτοτυπία και την κάλυψη ειδήσεων καθαρής τεχνολογίας της CleanTechnica; Εξετάστε το ενδεχόμενο να γίνετε Μέλος, Υποστηρικτής, Τεχνικός ή Πρεσβευτής της CleanTechnica — ή προστάτης στο Πατρέων.


 

Έχετε μια συμβουλή για την CleanTechnica, θέλετε να διαφημιστείτε ή θέλετε να προτείνετε έναν επισκέπτη για το podcast CleanTech Talk; Επικοινωνήστε μαζί μας εδώ.

Διαφήμιση




Schreibe einen Kommentar