Influencias de la microfísica de las nubes en los componentes de la irradiancia solar en el modelo WRF-Solar
Autores: Zhou, Xin; Liu, Yangang; Shan, Yunpeng; Endo, Satoshi; Xie, Yu; Sengupta, Manajit
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Influencias de la microfísica de las nubes en los componentes de la irradiancia solar en el modelo WRF-Solar
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Pronóstico
Irradiancia solar
Microfísica de nubes
WRF-Solar
Esquemas microfísicos
GHI
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Una previsión precisa de la Irradiancia Solar Horizontal Global (GHI) y de la Irradiancia Normal Directa (DNI) en condiciones nubladas sigue siendo un gran desafío en la industria de la energía solar. Este estudio se centra en el impacto de la microfísica de las nubes en el GHI y su partición en DNI y Irradiancia Difusa Horizontal (DHI) utilizando el modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo diseñado específicamente para aplicaciones de radiación solar (WRF-Solar) y siete esquemas microfísicos. Se simulan y evalúan tres casos de estratocúmulos (Sc) y cinco casos de cúmulos poco profundos (Cu) en comparación con mediciones en la instalación de Medición de Radiación Atmosférica (ARM) del Departamento de Energía de EE. UU., en el sitio de las Grandes Llanuras del Sur (SGP). Los resultados muestran que diferentes esquemas microfísicos conducen a variaciones en los componentes de irradiancia solar simulados de hasta un 75% y un 350% respecto a sus medias de conjunto en los casos de Cu y Sc, respectivamente. Los casos de Cu tienen una menor sensibilidad microfísica debido a una fracción de nubes limitada y una relación de mezcla de agua en nubes promedio en el dominio más pequeña en comparación con los casos de Sc. Las propiedades de las nubes también influyen en la partición del GHI en DNI y DHI, y el modelo simula mejor el GHI que el DNI y el DHI debido a una compensación de error no física entre el DNI y el DHI. Los esquemas microfísicos que producen caminos de agua líquida y radios efectivos de gotas de nube más precisos tienen un mejor rendimiento general.
Descripción
Una previsión precisa de la Irradiancia Solar Horizontal Global (GHI) y de la Irradiancia Normal Directa (DNI) en condiciones nubladas sigue siendo un gran desafío en la industria de la energía solar. Este estudio se centra en el impacto de la microfísica de las nubes en el GHI y su partición en DNI y Irradiancia Difusa Horizontal (DHI) utilizando el modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo diseñado específicamente para aplicaciones de radiación solar (WRF-Solar) y siete esquemas microfísicos. Se simulan y evalúan tres casos de estratocúmulos (Sc) y cinco casos de cúmulos poco profundos (Cu) en comparación con mediciones en la instalación de Medición de Radiación Atmosférica (ARM) del Departamento de Energía de EE. UU., en el sitio de las Grandes Llanuras del Sur (SGP). Los resultados muestran que diferentes esquemas microfísicos conducen a variaciones en los componentes de irradiancia solar simulados de hasta un 75% y un 350% respecto a sus medias de conjunto en los casos de Cu y Sc, respectivamente. Los casos de Cu tienen una menor sensibilidad microfísica debido a una fracción de nubes limitada y una relación de mezcla de agua en nubes promedio en el dominio más pequeña en comparación con los casos de Sc. Las propiedades de las nubes también influyen en la partición del GHI en DNI y DHI, y el modelo simula mejor el GHI que el DNI y el DHI debido a una compensación de error no física entre el DNI y el DHI. Los esquemas microfísicos que producen caminos de agua líquida y radios efectivos de gotas de nube más precisos tienen un mejor rendimiento general.