تحليل خودمتشابه سري زماني روزانه تابش خورشيد با هدف طبقه بندي روزهاي هواشناسي تيپ

Fractal analysis of daily solar radiation time series with the aim of typical meteorological days’ classification

آگاهي از الگوهاي غالب نوسانات تابش در يك منطقه از ديدگاه برنامه‫ريزي جهت استفاده از پتانسيل انرژي خورشيدي حائز اهميت است. در اين پژوهش سيگنال‫هاي سري زماني تابش خورشيد از ديدگاهي نوين و براساس مفهوم فركتال (خودمتشابه) مورد بررسي قرارگرفته است. در اين راستا با استفاده از داده‫هاي دو ثانيه‫اي تابش ثبت شده در ايستگاه كرج در فاصله سال‫هاي 2016-2014 بعد خودمتشابه سري زماني تابش خورشيد با استفاده از روش مينكوفسكي- بوليگاند محاسبه شده و با درنظر گرفتن توأمان شاخص پاكي آسمان به‫منظور طبقه‫بندي روزهاي مختلف سال از نظر ويژگي‫هاي تابشي به‫كار گرفته شده است. نتايج حاصل از طبقه‫بندي نشان مي‫دهد در سال‫هاي 2014، 2015 و 2016 بيشترين درصد احتمال وقوع مربوط به كلاس سه (آسمان كاملا ابري) به ترتيب با 55/52، 07/52 و 8/44 درصد است و روزهاي متعلق به كلاس يك (آسمان صاف) و كلاس دو (آسمان نيمه ابري) از نظر احتمال وقوع در هر سه سال آماري به ترتيب در رده دوم و سوم قرار مي‌گيرند. نتايج حاصل از اين روش نوين كه روزهاي سال را براساس رفتار سري زماني تابش طبقه بندي مي‫كند مي تواند به عنوان گامي اساسي در تصميم‫گيري جهت نصب سلول‫هاي فتوولتائيك در يك منطقه و همچنين ارزيابي كارايي اين سيستم‫ها به‫شمار رود.

Awareness of the dominant patterns of radiation fluctuations in any region is important in terms of planning for the use of solar energy potential. In this study solar radiation time series’ signals has been investigated from a new perspective, based on the fractal geometery (self-similar). In this regard the fractal dimension of daily solar radiation time series was calculated with Minkowski-Bouligand method and with clearness index consideration used for classification the days of year in terms of radiation properties. Results showed that in the years of 2014, 2015 and 2016 the highest Probability of occurrence was belong to class 3 (overcast sky) with 55.2%, 52.07% and 44.8% respectively. The Days belonging to class 1 (clear sky) and class II (semi-cloudy sky) are ranked second and third in terms of probability of occurrence in all three statistical years.The results of this new method, that classes the days of the year based on solar radiation behavior, can considered as an essential step in photovoltaic cells installation and performance analysis in one region.