Uusi menetelmä tunnistaa pilvettömät jaksot aurinkovoimalan sähköntuotannosta

Uudella menetelmällä laskettuja pilvisyystietoja verrattiin kahteen tunnettuun pilventunnistusmenetelmään, jotka molemmat hyödyntävät auringonsäteilymittauksia. Näihin verrattuna uusi menetelmä erottaa pilvettömät ja pilviset jaksot 84–97 % tarkkuudella vuodenajasta riippuen. Virhettä referenssinä käytettyhin menetelmiin verrattuna ilmenee pääasiassa silloin, kun aurinkopaneelien lämpötila on korkea tai kun aurinko on lähellä horisonttia. 

Perinteisesti pilviä on havainnoitu maan pinnasta käsin lähinnä meteorologisilla mittausasemilla. Kun asennettu aurinkosähkökapasiteetti kasvaa voimakkaasti sekä maailmanlaajuisesti että Suomessa, aurinkovoimalat alkavat muodostaa kiinnostavan pilvisyydestä kertovan verkoston.  

Kattavista reaaliaikaisista pilvitiedoista olisi hyötyä sään seurannassa ja ennustamisessa. Nyt kehitetty menetelmä voi myös edesauttaa aurinkovoimaloiden toiminnan seurantaa, koska esimerkiksi sähköntuotannossa esiintyviä virhetilanteita on helpompaa tunnistaa pilvettömistä jaksoista.

Tutkimuksessa käytettiin Helsingin ja Kuopion aurinkovoimaloiden mittaustietoja

Kehitetty menetelmä tunnistaa pilvet vertaamalla mitattua aurinkovoimalan tehoa vastaavaan pilvettömän taivaan tehoon viidessä eri testissä.  Pilvettömän taivaan aurinkovoimalan tehon arvioimiseksi tutkijat käyttivät aiemmin kehitettyä aurinkosähkömallia. Mallin syötteinä käytettiin Copernicus McClear -palvelun tarjoamia auringonsäteilytietoja ja ECMWF:n (Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskus) ERA5-uusanalyysin lämpötilaa ja tuulen nopeutta.  

Tutkimuksessa hyödynnettiin Helsingissä ja Kuopiossa sijaitsevien aurinkovoimaloiden mittaustietoja. Helsingin voimala sijaitsee Kumpulassa Ilmatieteen laitoksen päärakennuksen katolla ja Kuopion voimala on Savilahdessa Itä-Suomen yliopiston katolla. Tutkimus tehtiin vuosina 2022-2023 Suomen Akatemian rahoittamassa Harvest-hankkeessa. 

Lisätietoja:  

Tutkimusprofessori Anders Lindfors, Ilmatieteen laitos, p. +358 29 539 2112, anders.lindfors@fmi.fi 

Artikkeli vapaasti luettavissa osoitteesta: Detecting clear‐sky periods from photovoltaic power measurements - Wandji Nyamsi - 2024 - Meteorological Applications - Wiley Online Library  

Wandji & Lindfors (2024), Detecting clear-sky periods from photovoltaic power measurements, Meteorological Applications, 31:e2201. https://doi.org/10.1002/met.2201 

Energiavirasto: Aurinkosähkön tuotantokapasiteetti nousi 1000 megawattiin