Het rendement van zonne-energiesystemen is sterk afhankelijk van bewolking. Hoewel weersvoorspellingen kunnen worden gebruikt om te voorspellen hoeveel zonlicht zonnecollectoren op de grond bereikt, bewolking wordt vaak gekarakteriseerd in eenvoudige bewoordingen, zoals bewolkt, gedeeltelijk bewolkt of helder. Dit geeft geen nauwkeurige informatie voor het schatten van de hoeveelheid zonlicht die beschikbaar is voor zonne-energiecentrales.

In deze week Tijdschrift voor hernieuwbare en duurzame energie , er is een nieuwe methode gerapporteerd voor het schatten van optische eigenschappen van wolken met behulp van gegevens van recent gelanceerde satellieten. Deze nieuwe techniek staat bekend als Spectral Cloud Optical Property Estimation, of TOEPASSINGSGEBIED.

in 2016, NASA begon met de lancering van een nieuwe generatie geostationaire operationele milieusatellieten, de GOES-R-serie. Deze satellieten nemen vaste posities in boven het aardoppervlak. Elke kamer is uitgerust met verschillende geavanceerde instrumenten, inclusief de Advanced Baseline Imager, of ABI, die opwellende straling van de aarde op specifieke golflengten kan detecteren.

De SCOPE-methode schat drie eigenschappen van wolken die bepalen hoeveel zonlicht het aardoppervlak bereikt. De eerste, wolk top hoogte, is de hoogte die overeenkomt met de top van elke wolk. De seconde, wolkendikte, is gewoon het hoogteverschil tussen de boven- en onderkant van een wolk. De derde eigenschap is de optische diepte van de wolk, een maatstaf voor hoe een wolk het licht dat er doorheen gaat wijzigt.

wolken zijn, eigenlijk, drijvende massa's gecondenseerd water. Het water neemt meerdere vormen aan als vloeibare druppeltjes of ijskristallen van verschillende groottes. Deze verschillende vormen van water absorberen licht in verschillende hoeveelheden, invloed op de optische diepte van een wolk.

De hoeveelheid geabsorbeerd licht hangt ook af van de golflengte van het licht. Absorptie is vooral variabel voor licht in het bredere infraroodbereik van het spectrum, maar niet zozeer voor licht in het smallere zichtbare bereik.

De SCOPE-methode schat tegelijkertijd de wolkendikte, tophoogte en optische diepte door ABI-sensorgegevens van GOES-R-satellieten te koppelen aan een atmosferisch model. Twee andere inputs voor het model zijn afkomstig van weerstations op de grond:omgevingstemperatuur en relatieve vochtigheid op de grond. Deze worden gebruikt om de verticale profielen van temperatuur en gasconcentratie in het model aan te passen.

De nauwkeurigheid van de geschatte optische eigenschappen van wolken werd geëvalueerd met behulp van gegevens van een jaar uit 2018 voor metingen die zowel overdag als 's nachts op zeven grondlocaties in de VS zijn uitgevoerd. bij alle weersomstandigheden, en voor een brede ruimtelijke dekking met tussenpozen van 5 minuten.

"SCOPE kan zowel overdag als 's nachts met betrouwbare nauwkeurigheid worden gebruikt, " zei co-auteur Carlos F.M. Coimbra. "Vanwege de hoogfrequente output overdag, SCOPE is met name geschikt voor het leveren van nauwkeurige realtime schattingen van optische eigenschappen van wolken voor zonnevoorspellingstoepassingen."