Professor ved polyteknisk institutt har til hensikt å bruke data fra værstasjoner til å forutsi tilgjengeligheten av solenergi

Værdata har lenge hjulpet meteorologer med å forutsi skyer, regn og uvær. Lisa Bozeman fra Purdue Polytechnic Institute ønsker å endre dette slik at eiere av energiselskaper og solcelleanlegg kan forutsi når og hvor sollyset vil dukke opp, og som et resultat øke solenergiproduksjonen.
«Det handler ikke bare om hvor blå himmelen er», sa Boseman, en assisterende professor som tok doktorgrad i industriell ingeniørfag. «Det handler også om å bestemme produksjon og forbruk av elektrisitet.»
Bozeman forsker på hvordan værdata kan kombineres med andre offentlig tilgjengelige datasett for å forbedre responsen og effektiviteten til det nasjonale strømnettet ved å forutsi solenergiproduksjon mer nøyaktig. Strømselskaper står ofte overfor utfordringen med å møte etterspørselen i varme somre og iskalde vintre.
«For øyeblikket er det begrensede modeller for solprognoser og optimalisering tilgjengelig for forsyningsselskaper angående den daglige påvirkningen av solenergi på nettet», sa Bozeman. «Ved å finne ut hvordan eksisterende data kan brukes til å evaluere solenergiproduksjon, håper vi å hjelpe nettet. Beslutningstakere i ledelsen er bedre i stand til å håndtere ekstreme værforhold og topper og daler i energiforbruket.»
Offentlige etater, flyplasser og kringkastere overvåker atmosfæriske forhold i sanntid. Aktuell værinformasjon samles også inn av enkeltpersoner som bruker internettilkoblede enheter installert i hjemmene deres. I tillegg samles data inn av satellitter fra NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) og NASA (National Aeronautics and Space Administration). Data fra disse ulike værstasjonene kombineres og gjøres tilgjengelige for offentligheten.
Bozemans forskningsgruppe utforsker måter å kombinere sanntidsinformasjon med historiske værdata fra National Renewable Energy Laboratory (NREL), det amerikanske energidepartementets primære nasjonale eksperiment innen forskning og utvikling på fornybar energi og energieffektivitet. NREL genererer et datasett kalt Typical Meteorological Year (TMY) som gir timebaserte solstrålingsverdier og meteorologiske elementer for et typisk år. TMY NREL-data kan brukes til å bestemme typiske klimaforhold på et bestemt sted over en lengre periode.
For å lage TMY-datasettet tok NREL værstasjonsdata fra de siste 50 til 100 årene, beregnet gjennomsnittet og fant måneden som var nærmest gjennomsnittet, sa Boseman. Målet med studien er å kombinere disse dataene med nåværende data fra lokale værstasjoner over hele landet for å forutsi temperaturen og tilstedeværelsen av solstråling på bestemte steder, uavhengig av om disse stedene er nær eller langt fra sanntidsdatakilder.
«Ved å bruke denne informasjonen vil vi beregne potensielle forstyrrelser i strømnettet fra solcelleanlegg bak måleren», sa Bozeman. «Hvis vi kan forutsi solcelleproduksjon i nær fremtid, kan vi hjelpe forsyningsselskaper med å avgjøre om de vil oppleve mangel eller overskudd av elektrisitet.»
Selv om strømleverandører vanligvis bruker en kombinasjon av fossilt brensel og fornybar energi for å produsere elektrisitet, genererer noen huseiere og bedrifter sol- eller vindkraft på stedet bak måleren. Selv om lover om netto måling varierer fra stat til stat, krever de vanligvis at strømleverandører kjøper overflødig strøm generert av kundenes solcellepaneler. Så etter hvert som mer solenergi blir tilgjengelig på strømnettet, kan Bozemans forskning også hjelpe strømleverandører med å redusere bruken av fossilt brensel.