Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble
Η ακτινοβολία είναι από τις κύριες πηγές ενέργειας του πλανήτη, και με την ανάπτυξη, τα τελευταία χρόνια των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, υπάρχει όλο και μεγαλύτερη ανάγκη για την μελέτη της συμπεριφοράς της ακτινοβολίας, για καλύτερη πρόγνωση της, τόσο σε ακαδημαϊκό, όσο και σε επιχειρησιακό επίπεδ...
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Thesis |
| Language: | Greek |
| Published: |
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/10889/12746 |
| id |
nemertes-10889-12746 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ακτινοβολία Πρόγνωση Μετεωρολογία Solar irradiance Prediction Ensemble |
| spellingShingle |
Ακτινοβολία Πρόγνωση Μετεωρολογία Solar irradiance Prediction Ensemble Χρονόπουλος, Ανδρέας Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble |
| description |
Η ακτινοβολία είναι από τις κύριες πηγές ενέργειας του πλανήτη, και με την ανάπτυξη, τα τελευταία χρόνια των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, υπάρχει όλο και μεγαλύτερη ανάγκη για την μελέτη της συμπεριφοράς της ακτινοβολίας, για καλύτερη πρόγνωση της, τόσο σε ακαδημαϊκό, όσο και σε επιχειρησιακό επίπεδο. Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκε μια μέθοδος Analog Ensemble (AnEn) για την βελτίωση της πρόγνωσης της ηλιακής ακτινοβολίας
Μελετήσαμε την επίδραση άλλων μεταβλητών στην μέθοδο αυτή. Λάβαμε παρατηρησιακά δεδομένα του έτους 2010 από τρεις σταθμούς της Ευρώπης Cabauw, Carpentras και Payerne, καθώς και τα δεδομένα μοντέλων πρόγνωσης διάφορων χωρών για τις περιοχές αυτές. Στη συνέχεια εφαρμόσαμε την τεχνική AnEn για το κάθε μοντέλο. Έπειτα, εισαγάγαμε και άλλες μεταβλητές οι οποίες επιδρούν στην ακτινοβολία στην μέθοδο AnEn. Οι μεταβλητές αυτές ήταν το Αζιμούθιο (Az), το υψόμετρο (El), η θερμοκρασία (Temp), η σχετική υγρασία (RH), η πίεση (Press) και το υετίσιμο ύδωρ (Tcw). Σε κάθε περίπτωση βρήκαμε δείκτες συσχέτισης, μεροληψίας και τη ρίζα του μέσου τετραγωνικού σφάλματος, δείκτες τους οποίους συγκρίναμε με τους αντίστοιχους από τα μοντέλα.
Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της διαδικασίας ήταν αρκετά ενθαρρυντικά. Η ρίζα του μέσου τετραγωνικού λάθους παρουσίασε σημαντικές βελτιώσεις, κυρίως στην περίπτωση εφαρμογής της μεθόδου με ένα μόνο μεταβλητή, της τάξεως του 8,7%, με τις μέγιστες πτώσεις να παρουσιάζονται στην περιοχή του Cabauw, όπου φτάνουν το 35%. Η μεροληψία παρουσίασε μια συστηματική υποτίμηση στην πρόγνωση, που όμως, ήταν σε κάθε περίπτωση πιο κοντά στην πραγματική τιμή της ακτινοβολίας, απ’ ότι οι αρχικές εκτιμήσεις των μοντέλων. Συγκεκριμένα, στο Cabauw η μείωση της μεροληψίας έφτανε το 69%, στο Carpentras το 28%, και στο Payerne 63%.
Οι καλύτερες επιδόσεις παρατηρήθηκαν με την χρήση μόνο της ακτινοβολίας. Προσθέτοντας μεταβλητές, οι προβλέψεις ήταν λιγότερο ακριβείς, αλλά πάντα καλύτερες από την περίπτωση χωρίς την εφαρμογή της μεθόδου, με τα περισσότερα προγνωστικά να προσεγγίζουν ικανοποιητικά τα παρατηρησιακά δεδομένα. |
| author2 |
Κιουτσιούκης, Ιωάννης |
| author_facet |
Κιουτσιούκης, Ιωάννης Χρονόπουλος, Ανδρέας |
| format |
Thesis |
| author |
Χρονόπουλος, Ανδρέας |
| author_sort |
Χρονόπουλος, Ανδρέας |
| title |
Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble |
| title_short |
Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble |
| title_full |
Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble |
| title_fullStr |
Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble |
| title_full_unstemmed |
Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble |
| title_sort |
βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble |
| publishDate |
2019 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/12746 |
| work_keys_str_mv |
AT chronopoulosandreas brachyprothesmēprognōsētouēliakoudynamikoumetēchrēsētechnikōnensemble |
| _version_ |
1771297203718979584 |
| spelling |
nemertes-10889-127462022-09-05T11:17:44Z Βραχυπρόθεσμη πρόγνωση του ηλιακού δυναμικού με τη χρήση τεχνικών ensemble Χρονόπουλος, Ανδρέας Κιουτσιούκης, Ιωάννης Κιουτσιούκης, Ιωάννης Καζαντζίδης, Ανδρέας Αργυρίου, Αθανάσιος Chronopoulos, Andreas Ακτινοβολία Πρόγνωση Μετεωρολογία Solar irradiance Prediction Ensemble Η ακτινοβολία είναι από τις κύριες πηγές ενέργειας του πλανήτη, και με την ανάπτυξη, τα τελευταία χρόνια των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, υπάρχει όλο και μεγαλύτερη ανάγκη για την μελέτη της συμπεριφοράς της ακτινοβολίας, για καλύτερη πρόγνωση της, τόσο σε ακαδημαϊκό, όσο και σε επιχειρησιακό επίπεδο. Σε αυτή την εργασία αναπτύχθηκε μια μέθοδος Analog Ensemble (AnEn) για την βελτίωση της πρόγνωσης της ηλιακής ακτινοβολίας Μελετήσαμε την επίδραση άλλων μεταβλητών στην μέθοδο αυτή. Λάβαμε παρατηρησιακά δεδομένα του έτους 2010 από τρεις σταθμούς της Ευρώπης Cabauw, Carpentras και Payerne, καθώς και τα δεδομένα μοντέλων πρόγνωσης διάφορων χωρών για τις περιοχές αυτές. Στη συνέχεια εφαρμόσαμε την τεχνική AnEn για το κάθε μοντέλο. Έπειτα, εισαγάγαμε και άλλες μεταβλητές οι οποίες επιδρούν στην ακτινοβολία στην μέθοδο AnEn. Οι μεταβλητές αυτές ήταν το Αζιμούθιο (Az), το υψόμετρο (El), η θερμοκρασία (Temp), η σχετική υγρασία (RH), η πίεση (Press) και το υετίσιμο ύδωρ (Tcw). Σε κάθε περίπτωση βρήκαμε δείκτες συσχέτισης, μεροληψίας και τη ρίζα του μέσου τετραγωνικού σφάλματος, δείκτες τους οποίους συγκρίναμε με τους αντίστοιχους από τα μοντέλα. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της διαδικασίας ήταν αρκετά ενθαρρυντικά. Η ρίζα του μέσου τετραγωνικού λάθους παρουσίασε σημαντικές βελτιώσεις, κυρίως στην περίπτωση εφαρμογής της μεθόδου με ένα μόνο μεταβλητή, της τάξεως του 8,7%, με τις μέγιστες πτώσεις να παρουσιάζονται στην περιοχή του Cabauw, όπου φτάνουν το 35%. Η μεροληψία παρουσίασε μια συστηματική υποτίμηση στην πρόγνωση, που όμως, ήταν σε κάθε περίπτωση πιο κοντά στην πραγματική τιμή της ακτινοβολίας, απ’ ότι οι αρχικές εκτιμήσεις των μοντέλων. Συγκεκριμένα, στο Cabauw η μείωση της μεροληψίας έφτανε το 69%, στο Carpentras το 28%, και στο Payerne 63%. Οι καλύτερες επιδόσεις παρατηρήθηκαν με την χρήση μόνο της ακτινοβολίας. Προσθέτοντας μεταβλητές, οι προβλέψεις ήταν λιγότερο ακριβείς, αλλά πάντα καλύτερες από την περίπτωση χωρίς την εφαρμογή της μεθόδου, με τα περισσότερα προγνωστικά να προσεγγίζουν ικανοποιητικά τα παρατηρησιακά δεδομένα. Solar irradiance is one of the planet’s main sources of energy. With the increasing development of the renewable energy sources, in the last few years, an increasing need for studying the behavior of the irradiance, in both academics, and operationally, has come up. In this project an Analog Ensemble (AnEn) was developed for improving solar irradiance prediction. We studied the impact of inputs of other meteorological variables in this method. Observational data from three stations (Cabauw, Carpentras and Payerne) of Europe for year 2010 were taken, as well as predictional data from multi-country models or the same areas. Next, the AnEn was applied for each model. Then, more meteorological parameters within correlation with irradiance were introduced. These parameters were Azimuth (Az), Elevation (El), Temperature (Temp), Relative Humidity (RH), Pressure (Press), and Total water column (Tcw). In each occasion, correlation, Bias and RMSE indices were calculated, and compared with the indices from the models. The results were encouraging. The root mean square error showed significant improvements, mainly in the case of applying the single-variable method of the order of 8.7%, with the highest falls occurring in the Cabauw region, reaching 35%. Bias presented a systematic overestimation of the prognosis, but was, in any case, closer to the actual value of the irradiance than the original estimates of the models. Specifically, in Cabauw the reduction in bias was 69%, in Carpentras 28%, and in Payerne 63%. The best performance was observed using only irradiance. By adding variables, the predictions were less accurate, but always better than without the method, with most predictors satisfying the observational data. 2019-10-16T08:11:47Z 2019-10-16T08:11:47Z 2019-10-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/12746 gr 0 application/pdf |
