Felhőborítottság becslése képfeldolgozás segítségével napelem termelésbecslés támogatására

Magyarországon egyre elterjedtebbek az időjárásfüggő megújuló energiatermelők (elsősorban a fotovillamos rendszerek), melyek változékony teljesítményleadása nagyban megnehezíti a villamosenergia szolgáltatók számára a szolgáltatásminőség megfelelő szinten tartását, a szabványokban megjelölt határértékek megsértésének elkerülését.

A szolgáltatásminőség biztosításához mára elengedhetetlenné vált a fotovillamos rendszerek teljesítményleadásának pontos előrejelzése. A napelemek termelésének szempontjából a legfontosabb időjárási esemény a felhőzet változása, amely ultrarövid távon nagy megbízhatóssággal előre jelezhető égboltkamera-felvételek alapján.

Az Energiatudományi Kutatóközpont Környezetfizikai Laboratórium ,,Felhőátvonulások hatása az elosztóhálózatok feszültségminőségére” c. kutatási témájának egyik célja a napelemek termelésének ultrarövidtávú előrejelzése égboltkamera-felvételek alapján. A projekt keretében olyan szoftveres keretrendszert hoztunk létre, amely képes a felhőborítottság és felhőzetparaméterek automatikus detektálására.

A termelést meghatározó globálsugárzás felhőborítottság alapú becslésére a szakirodalom számos szegmentálást alkalmazó képfeldolgozási módszert javasol. Ezek az eljárások azonban gyakran pontatlanok, mert azt feltételezik, hogy a felhőzet növekedése minden esetben a globálsugárzás csökkenésével jár, azonban léteznek olyan időjárási helyzetek, amely során a felhőzet a nap sugárzásának visszatükrözésével növeli a termelést.

Dolgozatomban többféle, szegmentálás alapú képfeldolgozási módszert használok a globálsugárzás becslésére, valamint a becslés pontosítására olyan új eljárást javaslok, amely képes a termelésnövekedés előrejelzésére a felhőzet reflexiója következtében előforduló többlet szórt sugárzás detektálásával. Az algoritmusokat C++ nyelven, OpenCV könyvtár felhasználásával valósítottam meg.

Vizsgálataimhoz a kutatási projekt keretében kihelyezett széles látókörű, nagy felbontású égboltkamera felvételeit, valamint a kamera mellé telepített napelemek és kapcsolódó időjárás-monitoring rendszer által szolgáltatott adatokat használtam.

A felhőborítottság és a globálsugárzás becslésének pontosságát referencia adatokkal történő összehasonlítás segítségével változatos időjárási szcenáriókra numerikusan értékeltem.

szerző

• 
  Günter Dalma Mária
  Mérnök informatikus szak, alapképzés
  alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

• 
  Barancsuk Lilla
  PhD hallgató, Villamos Energetika Tanszék
• 
  Oláhné Groma Veronika
  tudomanyos munkatárs, Energiatudományi Kutatóközpont (külső)

helyezés