Стан атмосфери і ефективність СЕС

Вчені з Університету Сунь Ятсена в Китаї спробували пояснити, чому північна Індія має більшу сонячну радіацію, ніж Китай , враховуючи, що вони схожі за широтою та висотою. Вони проаналізували вплив хмар і аерозолів на фотоелектричний потенціал і дійшли висновку, що відмінності в хмарах і ефективності аерозолів можуть пояснити різницю.

Вчені використовували систему CERES для збору даних про прямі та розсіяні поверхневі короткохвильові радіаційні потоки. Вони розглядали низку атмосферних умов, включаючи аерозолі та хмари, аерозолі без хмар, хмари без аерозолів і відсутність аерозолів чи хмар.

Вони додали ці дані в інструмент моделювання PVLIB-Python, створений Національною лабораторією Сандіа , який розраховує сонячне опромінення на площині фотоелектричної панелі (POAI), виміряне у кВт·год/м2/день. Це являє собою максимальний теоретичний потенціал виробництва фотоелектричної енергії. Дослідники виявили, що північна Індія має фотоелектричний потенціал 5,27 кВт·год/м2/день проти 3,57 кВт·год/м2/день у Китаї.

Щоб пояснити різницю, вчені проаналізували вплив хмар і аерозолів на POAI у двох регіонах.

«Зменшення POAI через вплив хмар і аерозолів визначається як ефект хмар (CE) і аерозольний ефект (AE) в одиницях кВт·год/м2/день відповідно», — пояснили вони. «Відсоток скорочення POAI у всьому небі за рахунок хмар (PCE) і аерозолів (PAE) також розраховано, щоб показати відносну важливість цих двох факторів».

Результати показують, що вплив хмар сильніший в абсолютних і відносних значеннях на півдні Китаю, ніж на півночі Індії. Вплив становить до 2,67 кВт·год/м2/день або 75% зниження POAI в умовах повного неба.

Вчені пояснили варіації ефекту хмарності між двома регіонами з точки зору співваріацій фракції хмарності та оптичної глибини. Південний Китай має майже вдвічі більшу щільність хмар, ніж північна Індія. Хмари також густіші і тому пропускають менше сонячного випромінювання.

Дослідники виявили, що оптична глибина аерозолю вища в південному Китаї, ніж у північній Індії, але вплив аерозолю на POAI схожий за величиною в обох регіонах.

«Встановлено, що аерозолі, які в основному складаються з пилу та сульфату над [північною Індією], майже втричі ефективніші для зменшення POAI, ніж аналог, який складається з сульфату над [південним Китаєм]», — сказали вчені.

Вони поділилися своїми висновками в статті « Вплив різноманітних хмар і аерозолів на сонячний фотоелектричний потенціал у південному Китаї та північній Індії », яку нещодавно було опубліковано у Scientific Reports .