Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Napelem és szélfarmok számára fejlesztett új előrejelzési technika a Debreceni Egyetemen

Időjárási változók előrejelzése megújuló energia termeléséhez.

Létrehozva:

|

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)

A Debreceni Egyetem kutatója az időjárás-előrejelzések olyan statisztikai utófeldolgozásával foglalkozott, mely révén az eddiginél pontosabb előrejelzéseket lehet adni a megújuló energiatermeléshez szükséges időjárási változókra – írja az alternativenergia.hu. Az Informatikai Karon működő, az országban egyedülálló statisztikai utófeldolgozással foglalkozó kutatócsoportnak Baran Ágnes egyetemi docens is tagja. Munkájukat, illetve egy abból készült tudományos publikációt a Gróf Tisza István Debreceni Egyetemért Alapítvány és a Debreceni Egyetem Publikációs Díjjal jutalmazta. Az egyetemi szakemberek nem egy időjárási változó szimpla előrejelzésével foglalkoztak, hanem olyan szempontokat vettek figyelembe a kutatás során, melyeknek jól kimutatható gazdasági hasznosíthatósága is van. Magyarországon folyamatosan erősödik a napenergia jelentősége, egyre bővül a megújuló energiaforrások felhasználási területe. A kutatók 100 méteres magasságban mért szélsebességre és napsugárzásra vonatkozó előrejelzésekre fókuszálva ötvözték a gépi tanulási technikát a hagyományos utófeldolgozási módszerekkel annak érdekében, hogy néhány szélfarmtól és napelemfarmtól, illetve a HungaroMettől származó adatok alapján olyan matematikai modellt fejlesszenek ki, mely a lehető legpontosabb előrejelzéseket képes adni.

– Az adott modellek egyrészt függenek attól, hogy milyen időjárási változót akarunk előre jelezni és természetesen függhetnek a speciális állomásadatoktól is. Nem feltétlenül ugyanazok a modellek működnek egy alföldi állomáson, mint mondjuk az Alpokban, tehát a modellépítésnél arra törekedtünk, hogy a rendszer különböző állomások, más adatok esetén is alkalmazható legyen. A validálást speciálisan a magyar adatokra, a magyar állomásokra szabtuk, valós adatokkal dolgoztunk, így azok egy részét a modell felépítésére, paramétereinek meghatározására, másik felét pedig a tesztelésre használtuk, ezáltal ellenőrizhettük, valóban jó előrejelzéseket képes-e adni az algoritmus. Úgynevezett gördülő tanuló periódussal dolgoztunk, tehát a modell paramétereit, az adott napon inicializált előrejelzéseket mindig az előző valahány nap tapasztalatai, a szél esetén 51, a napsugárzás esetén pedig az előző 30 nap adatai alapján határoztuk meg. Mindig újra kell hangolni a modellt, mindig be kell iktatni egy tanítási fázist. Ennek a munkának egy korábbi verzióját már operatív alkalmazásba helyezte a HungaroMet és ennek használatával készíti az előrejelzéseket – fogalmazott a DE IK egyetemi docense.

Baran Ágnes kiemelte: ez egy nemzetközi szinten is kiemelten kutatott terület, a kutatócsoport közvetlen szakmai kapcsolatban áll a readingi Európai Középtávú Időjárás-előrejelző Központtal, valamint a tématerület egyik legfontosabb tudományos műhelyének számító Heidelberg Institute for Theoretical Studies kutatóközponttal is. Magyarországon a BME-vel működnek együtt a Debreceni Egyetem kutatói. Itthon a gépi tanulással modellezhető időjárás-előrejelzésekkel kapcsolatos kutatásoknak egyelőre nincs nagy múltja, ezzel együtt a DE kutatói hazai viszonylatban úttörőknek számítanak. Az eredmények jól kimutathatók, mérőszámok segítségével meghatározható, hogy mennyit javított az utófeldolgozási technika a nyers előrejelzéseken. A minél pontosabb előrejelzéseknek anyagi szempontból is komoly tétjük van.

Advertisement

– Magyarországon a napelemfarmoknak, energiatermelő központoknak menetrendadási kötelezettségük van, tehát jelezniük kell, mennyi energiát fognak termelni 15 perces időlépésekben egy megadott időhorizontra (48 óra) vonatkozóan, ha azonban ettől lényegesen eltérnek, akkor büntetést kell fizetniük. A prognózis minőségétől függhet az is, hogy kell-e vásárolni energiát, kell-e egyéb forrásokra támaszkodni ezen a téren. A kutatás révén egy olyan új technikát mutattunk be, amit továbbfejlesztve bármelyik időjárási változó esetén pontosíthatjuk az előrejelzéseket. Pontosabban meg lehet tehát állapítani, hogy az előállított elektromos áram mekkora hányada származhat napenergiából és mennyit kell más módszerrel előállítani – tette hozzá a DE IK egyetemi docense.

A two-step machine learning approach to statistical post-processing of weather forecasts for power generation című, GTIDEA és Debreceni Egyetem Publikációs Díjas tanulmány a Brit Királyi Meteorológiai Társaság Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society című folyóiratában jelent meg.

Advertisement

Zöld Energia

Így alakítja át a klímaváltozás a napenergia-potenciált

Még a hazai napelemek áramtermelése is megszenvedheti a klímaváltozást, hiába érkezik több napenergia.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)

A klímaváltozás komoly hatással van az energiaszektorra: a forróbb nyarak miatt egyre több energiára van szükség hűtéshez – ennek egy részét napenergiából is fedezhetjük. Szabó Péter, Kristóf Erzsébet és Pongrácz Rita, az ELTE Meteorológiai Tanszékének kutatói friss elemzésükben rámutatnak, hogy a klímaváltozás még itt is közbeszólhat – írja az alternativenergia.hu. A nyári napsugárzás mennyisége ugyanis már nem sokat nő a jövőben, ugyanakkor a pesszimista jövőkép szerint az egyre forrósodó nappalok visszafogják a napenergiából kinyerhető áram mennyiségét. Az elmúlt évtizedekben Magyarország, sőt, egész Kelet-Európa nyári égboltja látványosan világosabb lett. A levegőtisztaság javulása – a nehézipar visszaszorulása és a légszennyezés elleni nemzetközi intézkedések révén – jelentősen csökkentette az aeroszolrészecskék mennyiségét. Ezzel nemcsak több napsütés tudott átjutni a légkörön, de a nedvesség kicsapódását segítő apró részecskék hiánya miatt a felhőképződés is visszaesett, különösen nyáron. Ennek eredményeként Magyarországon ma átlagosan 29 olyan naposabb nyári nap van évente, amikor a besugárzás meghaladja a 270 W/m²-t – tízzel több, mint a rendszerváltás előtt.

Úgy tűnik, a napenergia-technológia felfutása éppen a megfelelő időpontban következett be – a kérdés csak az, hogy mit várhatunk a jövőben, és hogyan befolyásolja a várakozásainkat a klímaváltozás. Ennek jártak utána az ELTE Meteorológiai Tanszékének kutatói. Szabó Péter, Kristóf Erzsébet és Pongrácz Rita a klímaváltozás két legújabb forgatókönyvét hasonlították össze: az egyik szerint a kibocsátáscsökkentés csak a 2040-es években indul be (realista jövőkép), a másik szerint folytatódik az eddigi „business-as-usual” trend (pesszimista jövőkép). A modellek alapján nyáron már alig várható további világosodás – az országban legfeljebb 1–5 nappal nőhet a naposabb napok száma a század végéig.

A szél nem segít, a forróság viszont árt
Nem meglepő, hogy minél erősebb a napsugárzás, annál több energiát lehet elvileg előállítani belőle. Az viszont kevésbé ismert, hogy a túlzott hőség rontja a napelemek hatékonyságát, míg a szél javítja azt, mivel hűti a rendszereket.

Advertisement

A jövő szélviszonyai a klímamodellek eredményei szerint nem változnak jelentősen, így nem várható, hogy a hűtőhatás javíthatná a napelemek teljesítményét. A hőmérséklet viszont biztosan nő, a pesszimista jövőkép szerint sokkal erőteljesebben, így az összes nyári napot tekintve a napenergia-potenciál csökkenése várható itthon. Míg a realista jövőkép szerint gyenge növekedés, azaz pozitív hatás várható, leginkább a Dunántúlon.

Különösen a naposabb nyári napokon lesz érzékelhető a visszaesés: akár másfél napnyi paksi erőmű-termelésnek megfelelő energiát is elveszíthetünk évente a pesszimista forgatókönyv szerint. Ha az összes nyári napot tekintjük, akkor a realista forgatókönyv szerint még akár egy napnyi energiát nyerhetünk is, miközben a pesszimista szerint nagyjából ugyanennyit veszítünk majd. Ráadásul a klímaváltozás nemcsak a napelemek hatásfokára van hatással. A forróbb nyarak rövidítik az élettartamukat, a gyakoribb viharok kárt tehetnek bennük, a klímaváltozással gyakoribbá váló szaharai porviharok pedig csökkenthetik a besugárzást és a hatékonyságot is.

Advertisement

A kutatás végső tanulsága egyértelmű: minél előbb csökkentjük a globális üvegházgáz-kibocsátást, annál kisebb veszteséggel számolhatunk – nemcsak a napelemek, hanem az egész energiagazdálkodás szempontjából is.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák