Zonne-energie biedt een veelbelovende, hernieuwbaar alternatief voor fossiele brandstoffen. Maar de productie van zonne-energie is gecompliceerd en wordt beïnvloed door steeds veranderende factoren zoals bewolking, de tijd van de dag, en zelfs stofdeeltjes in de lucht.

Professor Mahesh Bandi van het Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) heeft samen een roman ontwikkeld, gestandaardiseerde manier om deze variaties in zonne-energie te kwantificeren en te vergelijken. Zijn nieuwe studie, gepubliceerd in Fysieke beoordeling toegepast , kan helpen bij de ontwikkeling en prestaties van fotovoltaïsche zonneparken - systemen die de energie van de zon benutten en omzetten in elektriciteit.

"We hebben momenteel geen standaard om fluctuaties in fotovoltaïsche zonne-energie te vergelijken, omdat ze veranderen afhankelijk van waar ze worden gemeten. " zei Bandi, die werkt binnen de niet-lineaire en niet-evenwichtsfysica-eenheid van OIST. "Het vinden van die vergelijkende basis is uiterst belangrijk."

In Flux

Wetenschappers gebruiken een hoeveelheid die het vermogensspectrum wordt genoemd om fluctuaties in het fotovoltaïsche vermogen van de zon te bestuderen - de energie die wordt gegenereerd wanneer zonlicht wordt omgezet in elektriciteit.

Wetenschappers kunnen het vermogensspectrum gebruiken om de omvang van de fluctuaties in het vermogen dat wordt opgewekt door individuele zonnecentrales over de hele planeet te kwantificeren. Echter, er is geen standaard waarmee deze verschillende waarden tussen planten kunnen worden vergeleken, omdat de meetwaarden variëren op basis van kenmerken zoals bewolking en stof in de lucht. Net zoals de gouden standaard werd gebruikt om valuta te waarderen in de 19e en 20e eeuw, een standaardmeting is nodig om de energieproductie in fabrieken op een zinvolle manier te beoordelen.

Om een ​​dergelijke standaard te identificeren, Bandi en zijn medewerker, Professor Golan Bel van de Ben Gurion Universiteit van de Negev in Israël, analyseerde de clear-sky-index, die de energie-output van de zon kwantificeert als elektromagnetische golven, zonder enige interferentie van wolken of stof.

De analyse door de onderzoekers van gegevens over de heldere hemel uit 2009 onthulde dat deze basisstraling van de zon een patroon volgde dat afhing van veranderingen in de daglichtduur van de ene dag op de andere.

Bandi en Bel concludeerden dat het meten van de basiszonnestraling op een specifieke locatie op aarde een betrouwbare vergelijkingsstandaard vormt voor het fotovoltaïsche vermogensspectrum op dezelfde locatie. Dit is zo omdat, ondanks de variabiliteit van wolken en andere geluidsbronnen, geografische locatie heeft een betrouwbare invloed op de productie van fotovoltaïsche energie.

Bandi's volgende stap is om te onderzoeken hoe geluidsbronnen zoals passerende wolken fluctuaties in zonne-energie beïnvloeden. uiteindelijk, hij hoopt dat dit onderzoek de techniek en het beleid kan helpen om de productie van fotovoltaïsche energie te optimaliseren.

"We hebben de eerste barrière overschreden om het karakter van fotovoltaïsche zonne-fluctuaties te begrijpen door deze gouden standaard te vinden, "zei Bandi. "We hebben nu een liniaal om mee te meten."