Verwachtingen van zonnestraling op basis van satellietdata

Verwachtingen van zonnestraling zijn van groot belang voor de zonne-energiesector. Satellietdata blijken hier uitermate geschikt voor te zijn en KNMI-wetenschappers hebben een methode ontwikkeld om tot een korte-termijnverwachting van zonnestraling te komen. Het artikel waarin ze dat beschrijven heeft een ‘best paper award’ gewonnen die is uitgereikt tijdens het Solar World Congress.

Voor de stabiliteit van het elektriciteitsnetwerk willen met name netbeheerders graag weten wat de mogelijke input gaat zijn voor de zonnepanelen van parken en huishoudens. Vanwege de grote dekking en de regelmatige beschikbaarheid van satellietdata zijn deze uitermate geschikt om verwachtingen te maken, deze te toetsen met grondwaarnemingen en te vergelijken met modelverwachtingen.

Het KNMI meet al routinematig de zonnestraling aan het aardoppervlak op basis van waarnemingen die gedaan worden met de Meteosat Second Generation (MSG) satelliet. Dit gebeurt near-real time, dat wil zeggen kort nadat de waarnemingen zijn gedaan. Om een verwachting van zonnestraling te maken hebben KNMI-wetenschappers een methode ontwikkeld die gebaseerd is op zogenoemde bewegingsvectoren. Deze vectoren worden bepaald door het volgen van wolkenpatronen en vervolgens gebruikt om de toekomstige toestand van de atmosfeer te berekenen, inclusief de zonnestraling aan het aardoppervlak.

De animatie laat een zomerse dag met naderende bewolking vanuit het zuiden zien. Het bovenste paneel laat de satellietwaarnemingen van zonnestraling zien en het onderste paneel de verwachtingen. Kort na aanvang van de tijdsperiode vallen de waarnemingen en de verwachtingen nagenoeg samen. Omdat de methode gebaseerd is op het verplaatsen van een begintoestand naar de toekomst zal de satellietverwachting minder goed worden naarmate de tijd verstrijkt. Na een uur of drie blijkt het beter te zijn om over te stappen op de verwachting van een weermodel. Een goede verwachting van zonnestraling zal daarom een hybride karakter hebben: voor de korte termijn op basis van satellietdata en voor de langere termijn op basis van een weermodel.

Het hierboven beschreven werk staat in detail beschreven in een artikel dat gepubliceerd is in het tijdschrift Solar Energy. Tijdens het Solar World Congress in Santiago, Chili, op 6 november jl., werd het artikel gewaardeerd met de “Best paper award” door de editors van Solar Energy en het Board of Directors van de International Solar Energy Society (ISES). Het artikel werd beschouwd als een belangrijke en blijvende bijdrage aan de literatuur die op het gebied van zonne-energie verschenen is.