Het in kaart brengen van variaties in zonlicht over het Arabische schiereiland onthult een mooie toekomst voor zonne-energie in de regio.

KAUST's gedetailleerde studie van zonnestraling boven het Arabische schiereiland levert waardevolle informatie op voor de ontwikkeling van de zonne-energiebronnen in de regio.

Het verbranden van fossiele brandstoffen om energie te produceren heeft invloed op het klimaat op aarde, de drang naar alternatieve hernieuwbare energiebronnen bespoedigen. Technologieën die zonne-energie kunnen oogsten, zoals grootschalige commerciële fotovoltaïsche en concentrerende zonne-energiecentrales, trekken de aandacht in regio's met veel zonneschijn.

Om investeringen in zonne-energietechnologieën aan te trekken, echter, vereist een beter begrip van hoe zonnestraling in de regio wordt beïnvloed door atmosferische omstandigheden, zoals stofniveaus en bewolking.

De meeste beoordelingen van zonnestraling op het Arabische schiereiland hebben alleen kortetermijnobservaties op een bepaalde locatie gebruikt. Dit gebrek aan ruimtelijke en temporele informatie met hoge resolutie over de zonne-energiebronnen in de regio, en hoe ze worden beïnvloed door de atmosfeer, verdere investeringen in zonne-energietechnologieën belemmert.

Onder leiding van Ibrahim Hotteit, Hari Dasari en collega's bij KAUST, in samenwerking met onderzoekers van het Indian Institute of Technology en het Indian Department of Space, hebben nu de meest uitgebreide beoordeling tot nu toe uitgevoerd van zonne-energiebronnen op het Arabische schiereiland.

"Informatie over de toestand van de lucht is essentieel voor het optimale ontwerp van technologieën voor het oogsten van zonne-energie, met helderdere luchten die de beste omstandigheden bieden, " legt Dasari uit.

Het team combineerde klimaatgegevens van het European Centre for Medium-Range Weather Forecasts voor de periode 1980-2017 met radiometerobservaties op de grond met behulp van het Weather Research Forecast-zonnemodel. Ze gebruikten dit om te simuleren hoe het niveau van atmosferische aerosolen, zoals stofdeeltjes en bewolking, de afgelopen 40 jaar de zonnestraling hebben beïnvloed, met ruimtelijke resoluties zo hoog als 5 kilometer.

"Deze gegevens met hoge resolutie hebben ons in staat gesteld de eerste kaart te genereren voor het identificeren van regio's met het grootste potentieel voor het oogsten van zonne-energie op het Arabische schiereiland, ' zegt Dasari.

Hun kaart laat zien dat de belangrijkste factoren die de helderheid van de atmosfeer beïnvloeden, zijn de wolken boven het noordelijke Arabische schiereiland in de winter en de aerosollading door woestijnstof boven het centrale en zuidelijke Arabische schiereiland in de zomer. Ze wijzen er ook op dat de zuidoostelijke tot de noordwestelijke regio van het Arabische schiereiland het meest geschikte gebied is voor het oogsten van zonne-energie.

"Door onze behandeling van stofbelasting te verbeteren en stralingsschema's verder af te stemmen, we zijn van plan een zonnevoorspellingssysteem te ontwikkelen om nauwkeurige voorspellingen te doen van de zonnestraling in de regio, ' zegt Dasari.