Slnečná energetika potrebuje geoinformačné technológie

Slnečné žiarenie, dopadajúce na zemský povrch, je oddávna predmetom záujmu človeka. Energetické využitie slnka napr. na ohrev vody pozná ľudstvo od nepamäti, avšak až donedávna nám pre praktický život postačovalo pomerne obmedzené poznanie. S razantným rozvojom technológií vyrábajúcich elektrinu zo slnečného žiarenia sa naň začalo pozerať ako na palivo, ktoré zásadne určuje výkon elektrární, a teda dodávku elektrického prúdu.


Fotovoltika ponúka atraktívne riešenia pre rozvoj a diverzifikáciu energetickej infraštruktúry, a preto sa právom dostáva do pozornosti spoločnosti a ekonomiky. Priemysel urobil výrazný pokrok v technologickej inovácii, a zvyšovaní efektivity, pričom na trhu existuje široká ponuka kvalitných komponentov pre solárne elektrárne V prvých fázach nástupu solárnej energetiky dominovali predovšetkým inštalácie najmä strešných systémov, malých a stredne veľkých výkonov. V ostatných rokoch sa však výrazne zvýšil záujem o veľké a multi-megawattové elektrárne, ktoré umožňujú znížiť jednotkové náklady na výstavbu a prevádzkovanie zariadení. Dôležité je však poznamenať, že hlavným motorom vývoja vo viacerých krajinách je politická a finančná podpora, ktorá je v Európe založená predovšetkým na zvýhodnených tarifách za výkup slnečnej elektriny dodávanej do distribučnej siete. Tieto tarify sa každoročne znižujú s cieľom podporiť rozvoj samofungujúceho trhu na bežných trhových princípoch.
Tlak na vyššiu efektivitu výstavby a prevádzkovania elektrární zvyšuje dopyt po presných informáciách o množstve slnečného žiarenia a jeho priestorovej a časovej variabilite. Odchýlka ročného úhrnu žiarenia v rozsahu niekoľkých percent môže rozhodnúť o tom, či je projekt ekonomicky realizovateľný. Merania priebežne uskutočňované v mieste prevádzky veľkej elektrárne sa používajú na hodnotenie efektivity výroby a manažovanie porúch a údržby. Je zrejmé, že nepresnosť spôsobená zanedbaním kalibrácie a údržby meracích prístrojov (pyranometrov, resp. senzorov z kremíkových buniek) má za následok stratu referenčných údajov a negatívne ovplyvňuje riadiace a servisné procesy.
Meranie slnečného žiarenia bolo tradične doménou verejných inštitúcií, predovšetkým štátnych a regionálnych meteorologických služieb. Malý spoločenský záujem, ale aj náročnosť z hľadiska nákladov potrebných na udržanie presnosti a dlhodobej stability meraní spôsobili, že v Európe je pomerne málo meračských staníc, ktoré by svojim geografickým pokrytím, prístrojovým vybavením, a kvalitou merania spĺňali zvyšujúce sa nároky fotovoltického priemyslu.
Alternatívou sú moderné meteorologické satelity triedy Meteosat MSG, poskytujúce údaje s vysokým priestorovým a časovým rozlíšním, z ktorých sa dá numerickými modelmi odvodiť slnečné žiarenie. Výhodou je že dáta pre väčšiu časť Európy, Afriky a juhozápadnej Ázie je možné získať s rozlíšením cca 1,5 alebo 4 kilometre v 15-minútových intervaloch merania. Takýto systém merania a spracovania poskytuje veľké možnosti pre vybudovanie historických databáz klimatických parametrov, ale aj poskytovanie dát v operačnom režime. Nevýhodou je vysoká výpočtová náročnosť, a nároky na správu veľkého objemu dát, čo však pri súčasným hardvérových možnostiach nie je neprekonateľný problém. Oveľa výraznejším obmedzením je nedostatok kvalifikovaných pracovníkov a náročnosť vybudovania odborne sa vzájomne dopĺňajúceho tímu. Nie je preto prekvapivé, že až donedávna všetky pracoviská spravujúce európske databázy slnečného žiarenia patrili výskumným a univerzitným centrám s výraznou podporou z verejných financií.
Situácia sa mení a dopyt energetického trhu otvára nové podnikateľské príležitosti pre rozvoj dátových služieb podporujúcich fotovoltické projekty vo všetkých etapách ich životného cyklu - od štúdií vhodnosti, projektového plánovania a financovania, až po prevádzkovanie a údržbu. Informačné technológie umožňujú efektívne prepojenie geografických databáz a simulačných nástrojov, pomocou ktorých je možné poskytnúť zákazníkovi požadované klimatické údaje pre ktorúkoľvek lokalitu, a s ich využitím simulovať výkonové charakteristiky fotovoltických systémov v rôznych konfiguráciach (typ panelov, meniče, spôsob montáže, atď.). Pre rýchly a dynamický prístup k dátam a softvérovým nástrojom v bežnom webovom prostredí je možné vytvoriť užívateľské interaktívne rozhranie na báze mapových a webových technológií typu Google Maps . Prirodzene, takýto systém je úzko previazaný na efektívne databázové systémy a geografické informačné systémy.
Spoľahlivá a kvalitná prevádzka satelitných a meteorologických modelov umožňuje rozšíriť možnosti výpočtovej infraštruktúry na operačné dátové služby a ich poskytovanie v reálnom čase. Príkladom je podpora monitorovania slnečných energetických systémov, ktorá je založená na porovnávaní monitorovaných a nezávisle simulovaných výkonov fotovoltickej elektrárne. Na základe numerickej analýzy takýchto časových radov je možné detekovať poruchy a anomálie fotovoltického systému, ako aj sledovať dlhodobé trendy výkonu systému a priebežne informovať prevádzkovateľa alebo vlastníka systému.
Popri podpore plánovania a monitorovania prevádzky FV systémov je ďalšou perspektívnou geoinformatickou aplikáciou predpovedanie slnečného žiarenia v časovom horizonte niekoľko hodín až dní. Takúto službu využijú správcovia distribučných a prenosových elektrických sietí pri riadení výroby a spotreby elektriny v regiónoch s vyššou koncentráciou solárnych elektrární. Predpovedné služby sú založené na využití numerických alebo štatistických modelov, pričom ich plné nasadenie tiež otvorí možnosti voľného obchodovania s elektrinou na európskych trhoch.
GeoModel, s.r.o. je prvou súkromnou spoločnosťou v Európe, ktorá sa rozhodla synergicky skombinovať mnohoročné skúsenosti rôznych expertov do jedného tímu, a vytvoriť nový databázový, softvérový a mapový interaktívny systém s cieľom podporovať geoinformačnými službami solárne energetické projekty vo fázach plánovania a prevádzkovania v rámci Európy, severnej Afriky a Blízkeho východu.

Text: RNDr. Marcel Šúri, PhD., Mgr. Tomáš Cebecauer, PhD.


Späť

Najčítanejšie

Skalár III OS – ultra přesné měření

Prvním krokem k úsporám teplé vody (TV) v domě, je nezbytné, co nejpřesněji změřit její spotřebu. Česká společnost ULITEP, spol. s.r.o., ve spolupráci se společností Hydrometer GmbH, představuje vlastní výrobek, měřicí sestavu Skalár III OS s přesností do 1 %. VIAC

ULITEP

Automatické kotle na pelety ATMOS představují moderní vytápění

Automatické kotle na pelety dnes přestavují moderní způsob vytápění rodinných domů a jiných objektů. Kotle určené pro topení peletami s hořáky na pelety ATMOS A25 nebo A45 mají hodně společného s topením zemním plynem nebo topným olejem. VIAC

ATMOS


Energeticky úsporné, teplé, cenovo dostupné  suché podlahové kúrenie
Zdravá, prírodná alternatíva podlahy v podobe keramickej dlažby CREATON so sebou prináša množstvo výhod: úspora energie, nízka váha - len 38,25 kg/m2, hrúbka dlažby len 2 cm, použiteľnosť už po 48 hodinách, rýchlosť pokládky, jednoduchý perodrážkový systém, ktorý môže realizovať iba jeden človek a dokonca laik. VIAC

FA-BRICK