Dữ liệu thời tiết từ lâu đã giúp các nhà dự báo thời tiết dự đoán mây, mưa và bão. Lisa Bozeman của Viện Bách khoa Purdue muốn thay đổi điều này để các chủ sở hữu hệ thống điện và năng lượng mặt trời có thể dự đoán thời điểm và vị trí ánh sáng mặt trời sẽ xuất hiện, từ đó tăng sản lượng điện mặt trời.
Boseman, một trợ lý giáo sư đã lấy bằng Tiến sĩ về kỹ thuật công nghiệp, cho biết: “Vấn đề không chỉ nằm ở việc bầu trời xanh đến mức nào. Mà còn nằm ở việc quyết định sản lượng và mức tiêu thụ điện.”
Bozeman đang nghiên cứu cách kết hợp dữ liệu thời tiết với các bộ dữ liệu công khai khác để cải thiện khả năng phản ứng và hiệu quả của lưới điện quốc gia bằng cách dự đoán chính xác hơn sản lượng điện mặt trời. Các công ty tiện ích thường phải đối mặt với thách thức đáp ứng nhu cầu trong mùa hè nóng nực và mùa đông lạnh giá.
Bozeman cho biết: “Hiện tại, các công ty điện lực chỉ có một số ít mô hình dự báo và tối ưu hóa năng lượng mặt trời liên quan đến tác động hàng ngày của năng lượng mặt trời lên lưới điện. Bằng cách xác định cách sử dụng dữ liệu hiện có để đánh giá sản lượng điện mặt trời, chúng tôi hy vọng sẽ hỗ trợ lưới điện. Các nhà quản lý có thể quản lý tốt hơn các điều kiện thời tiết khắc nghiệt cũng như các đỉnh và đáy trong tiêu thụ năng lượng.”
Các cơ quan chính phủ, sân bay và đài truyền hình theo dõi điều kiện khí quyển theo thời gian thực. Thông tin thời tiết hiện tại cũng được thu thập bởi người dùng thông qua các thiết bị kết nối Internet được lắp đặt tại nhà. Ngoài ra, dữ liệu còn được thu thập bởi các vệ tinh của NOAA (Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia) và NASA (Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia). Dữ liệu từ các trạm thời tiết này được tổng hợp và cung cấp cho công chúng.
Nhóm nghiên cứu của Bozeman đang tìm cách kết hợp thông tin thời gian thực với dữ liệu thời tiết lịch sử từ Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL), thí nghiệm quốc gia chính của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ về nghiên cứu và phát triển năng lượng tái tạo và hiệu quả năng lượng. NREL tạo ra một tập dữ liệu có tên là Năm Khí tượng Điển hình (TMY), cung cấp các giá trị bức xạ mặt trời hàng giờ và các yếu tố khí tượng cho một năm điển hình. Dữ liệu TMY của NREL có thể được sử dụng để xác định các điều kiện khí hậu điển hình tại một địa điểm cụ thể trong một khoảng thời gian dài.
Để tạo ra bộ dữ liệu TMY, NREL đã lấy dữ liệu trạm thời tiết từ 50 đến 100 năm qua, tính trung bình và tìm ra tháng gần nhất với giá trị trung bình, Boseman cho biết. Mục tiêu của nghiên cứu là kết hợp dữ liệu này với dữ liệu hiện tại từ các trạm thời tiết địa phương trên khắp đất nước để dự đoán nhiệt độ và sự hiện diện của bức xạ mặt trời tại các địa điểm cụ thể, bất kể các địa điểm đó gần hay xa nguồn dữ liệu thời gian thực.
"Sử dụng thông tin này, chúng tôi sẽ tính toán khả năng gián đoạn lưới điện từ các hệ thống điện mặt trời sau đồng hồ đo", Bozeman nói. "Nếu chúng tôi có thể dự đoán sản lượng điện mặt trời trong tương lai gần, chúng tôi có thể giúp các công ty điện lực xác định liệu họ sẽ gặp phải tình trạng thiếu hay thừa điện."
Trong khi các công ty điện lực thường sử dụng kết hợp nhiên liệu hóa thạch và năng lượng tái tạo để sản xuất điện, một số chủ nhà và doanh nghiệp lại sản xuất điện mặt trời hoặc điện gió tại chỗ sau công tơ. Mặc dù luật đo đếm ròng khác nhau tùy theo tiểu bang, nhưng nhìn chung, các công ty điện lực phải mua điện dư thừa từ các tấm pin quang điện của khách hàng. Vì vậy, khi năng lượng mặt trời ngày càng có sẵn trên lưới điện, nghiên cứu của Bozeman cũng có thể giúp các công ty điện lực giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Thời gian đăng: 09-09-2024