Сонячне прогнозування в Україні

Встановлена ​​потужність сонячних електростанцій в Україні зростає дуже швидко та у 2020 році вже перевищує 5 ГВт. За два роки (від початку 2018 р.) цей показник збільшився на 4 ГВт, що обумовлено зниженням витрат на фотоелектричні технології, а також вигідною пільговою тарифною схемою.

 Рис. 1. Рівень сонячної радіації та розподіл потужностей ВДЕ по території України. Джерело: УКРЕНЕРГО.
Рис. 1. Рівень сонячної радіації та розподіл потужностей ВДЕ по території України. Джерело: УКРЕНЕРГО.

Рівень сонячної радіації в Україні

Рівень сонячної радіації в Україні значний, але найвищий на півдні країни. У південних регіонах щорічне сонячне випромінювання становить понад 1500 кВт на квадратний метр. Однак щодня над Україною спостерігаються значні хмарні масиви. Найчастіше вони провокуються системами низького тиску, інтенсивність яких найвища у зимові періоди.

Наочний приклад того, як рух теплого та холодного повітря впливає на мінливість погоди, стався в останній тиждень лютого цього року, коли потужна погодна система принесла розсіяні дощі та сніг в регіон (рис.2).

Рис.2. Система низького тиску та холодний фронт, що пройшли через центральну та східну Європу у кінці лютого 2020 року.
Рис.2. Система низького тиску та холодний фронт, що пройшли через центральну та східну Європу у кінці лютого 2020 року.

Погодні системи значно впливають на доступність сонячної радіації. Це означає, що змінюється вихідна потужність сонячної електростанції та кількість виробленої електроенергії протягом дня. Оскільки Україна постачає все більше електрики від сонця у свою національну мережу, все важливішим стає прогнозування зміни у виробленні електроенергії від годин до днів наперед.

Прогнозування зміни кількості енергії, що генерується з випередженням часу на кілька годин називають сонячним прогнозом. Цей тип технологій має важливе значення для успішної інтеграції енергосистем України при збільшенні частки відновлюваної енергетики. Точні прогнози можуть допомогти у визначенні вартості електрики на добу вперед, а також у збільшенні ставок, зниження дисбалансу або штрафів. Точні сонячні прогнози протягом дня потрібні для оцінки можливих змін у кількості виробленої електроенергії для повторних заявок від операторів сонячних активів. Крім того, це важливо для балансування поставок електроенергії у національну мережу, включаючи мінімізацію кількості відключених установок.

Оптимальні для України методи сонячного прогнозування

Як вже обговорювалося раніше, є кілька видів технологій, які можуть давати сонячні прогнози для українських сонячних електростанцій. Використовуючи комбінацію цих технологій, можна створити прогноз потужності або прогноз сонячного випромінювання.

Прогноз сонячного випромінювання фокусується безпосередньо на моделюванні сонячної радіації, зазвичай це перетворення супутникових зображень в оцінку радіації. Потім оператор сонячної електростанції може використовувати данні прогнозу для створення своїх власних прогнозів енергії та використовувати модель фотоелектричної потужності. Такий підхід може бути успішним, але вимагає потужних внутрішніх можливостей, тому що перетворення від випромінювання до потужності є надзвичайно нелінійним, а вплив погодних умов — численним.

Сервіси прогнозування сонячної енергії використовують специфікації фотоелектричних установок для створення прогнозу виробленої енергії. Вони найчастіше використовують прогнози сонячного випромінювання поряд з вимірами можливостей фотоелектричної електростанції за допомогою програм з моделювання потужності фотоелектричних систем. Підсумкова оцінка величини сонячної енергії надається безпосередньо власнику або оператору сонячної ферми.

Майбутнє сонячного прогнозування в Україні

В Україні нове законодавче регулювання підвищує вимоги до прогнозування сонячної енергії, особливо прогнозування на добу вперед. Найбільш важливими в алгоритмі успішного та точного прогнозування сонячної енергії в Україні є наступні пункти:

  1. Використання різних погодних моделей, щоб охопити всі можливі варіанти;
  2. Збільшення точності програмного моделювання погоди за допомогою вивчення їх систематичних помилок у прогнозуванні хмарності та радіації;
  3. Точне моделювання потужності на основі технічних характеристик обладнання електростанції та її виробничих даних за останні місяці або роки.

Відновлюваній енергетиці України сьогодні дуже не вистачає сервісів по оперативному моніторингу локальних погодних умов та прогнозуванню рівня сонячної радіації в режимі он-лайн. Єдиний метод, що застосовується сьогодні, — це персистентний метод, заснований на аналізі статистичних даних, зібраних за кілька років генерації, з урахуванням даних поточної генерації. Який непогано себе зарекомендував при оцінці річної генерації, але в умовах змінення клімату, точність персистентного методу значно впала.

Нашій країні ще належить створити систему автоматизованої обробки та передачі даних про погодні умови та про прогнозовану генерацію. Також неодмінним етапом успішного розвитку ринку є прийняття правил узгодженої генерації та розробка механізму прогнозування кількості спожитої енергії локальними мережами. Та багато іншого.

***

Компанія АВЕНСТОН вже понад 10 років виводить на етап комерційної експлуатації сонячні електростанції. Ми напрацювали великий досвід у проєктуванні, будівництві та обслуговуванні СЕС в Україні та у світі. Наш конструкторський відділ ретельно опрацьовує деталі кожного проєкту з урахуванням всіх завдань, поставлених клієнтом. На нашому сайті ви можете ознайомитися з портфоліо реалізованих проєктів та детально почитати про послуги, які ми надаємо.