Dữ liệu thời tiết từ lâu đã giúp các nhà dự báo thời tiết dự đoán mây, mưa và bão. Lisa Bozeman thuộc 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 khi nào và ở đâu ánh nắng mặt trời sẽ xuất hiện, và nhờ đó, tăng sản lượng năng lượng mặt trời.
“Vấn đề không chỉ nằm ở việc bầu trời xanh đến mức nào,” Boseman, một trợ lý giáo sư có bằng tiến sĩ kỹ thuật công nghiệp, cho biết. “Mà còn liên quan đến việc xác định sản lượng và mức tiêu thụ điện năng nữa.”
Bozeman đang nghiên cứu cách kết hợp dữ liệu thời tiết với các bộ dữ liệu công khai khác để cải thiện khả năng đáp ứng và hiệu quả của lưới điện quốc gia bằng cách dự đoán chính xác hơn sản lượng năng lượng mặt trời. Các công ty điện lực thường phải đối mặt với thách thức đáp ứng nhu cầu trong những mùa hè nóng bức và mùa đông giá rét.
“Hiện tại, các công ty điện lực chỉ có thể sử dụng một số mô hình dự báo và tối ưu hóa năng lượng mặt trời hạn chế để đánh giá tác động hàng ngày của năng lượng mặt trời lên lưới điện,” ông Bozeman cho biết. “Bằng cách xác định cách sử dụng dữ liệu hiện có để đánh giá sản lượng điện mặt trời, chúng tôi hy vọng sẽ giúp ích cho lưới điện. Những người ra quyết định quản lý sẽ có thể quản lý tốt hơn các điều kiện thời tiết khắc nghiệt và các đỉnh điểm, đáy điểm trong tiêu thụ năng lượng.”
Các cơ quan chính phủ, sân bay và đài truyền hình theo dõi điều kiện khí quyển trong thời gian thực. Thông tin thời tiết hiện tại cũng được thu thập bởi các cá nhân sử dụng các thiết bị kết nối Internet được lắp đặt tại nhà của họ. Ngoài ra, dữ liệu còn được thu thập bởi các vệ tinh của NOAA (Cơ quan Khí tượng và Hải dương học Quốc gia) và NASA (Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia). Dữ liệu từ các trạm thời tiết khác nhau này được kết hợp và công bố 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), phòng thí nghiệm quốc gia hàng đầu 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 bộ dữ liệu gọi 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 thời gian dài.
Để tạo ra bộ dữ liệu TMY, NREL đã lấy dữ liệu từ các trạm thời tiết trong 50 đến 100 năm qua, tính trung bình và tìm ra tháng gần nhất với mức trung bình đó, 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 cả 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 các nguồn dữ liệu thời gian thực.
“Sử dụng thông tin này, chúng tôi sẽ tính toán những gián đoạn tiềm tàng đối với lưới điện do các hệ thống năng lượng mặt trời lắp đặt sau đồng hồ đo điện gây ra,” ông Bozeman cho biết. “Nếu chúng ta có thể dự đoán sản lượng điện mặt trời trong tương lai gần, chúng ta có thể giúp các công ty điện lực xác định xem họ sẽ gặp phải tình trạng thiếu hụt hay dư thừa điện năng.”
Mặc dù 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 tự sản xuất điện năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió ngay tại chỗ. Mặc dù luật về đo lường điện năng ròng khác nhau tùy theo từng tiểu bang, nhưng nhìn chung chúng yêu cầu các công ty điện lực mua lại lượng điện dư thừa do các tấm pin quang điện của khách hàng tạo ra. Vì vậy, khi ngày càng có nhiều năng lượng mặt trời được đưa vào lưới điện, nghiên cứu của Bozeman cũng có thể giúp các công ty điện lực giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Thời gian đăng bài: 09/09/2024