بررسي منطقه اي پتانسيل تابش خورشيدي با ارزيابي و بهينه سازي روش هاي درون يابي در سطح كشور ايران

Regional Assessment of Solar Radiation Potential by Evaluation and Optimization of Interpolation Methods in Iran

تعيين محل بهينه ي نيروگاه هاي خورشيدي عاملي تاثيرگذار در افزايش بهره‌وري آن‌ها بوده و تابعي از دقت محاسبه ي پتانسيل تابش خورشيدي مي‌باشد. استفاده از روابط مكاني ميان داده ها در روش هاي درون يابي، موجب افزايش دقت تخمين پتانسيل تابشي براي مناطق مختلف كشور مي‌گردد. تنوع بالاي روش هاي درون يابي و تفاوت هاي محسوس در نتايج آن ها لزوم بررسي اين روش ها را مي رساند. در تحقيق حاضر روش هاي درون يابي؛ وزن دهي معكوس فاصله (IDW)، تابع پايه ي شعاعي (RBF)، درون يابي پخشي (DI)، كريجينگ و كوكريجينگ پياده‌سازي شده و نتايج حاصل با اعتبارسنجي متقابل مقايسه شدند. به منظور افزايش دقت روش كوكريجينگ، نقشه ي پتانسيل تابشي برآورد شده با مدل SolarGIS به عنوان داده ي كمكي با داده هاي مشاهداتي تلفيق گرديد. بررسي نتايج نشان مي‌دهد كه بهينه سازي عوامل موثر در روش هاي درون يابي موجب افزايش همگرايي 3/8 درصدي مقادير نتايج مي گردد. از بين روش هاي درون يابي، روش كوكريجينگ با داده هاي كمكي دما و ارتفاع با خطاي جذر ميانگين مربعاتي (RMSE) برابر با 82/9 وات بر مترمربع سطح بهينه را تخمين زد. با واردكردن نقشه پتانسيل تابشي حاصل از تصاوير ماهواره اي (مدل SolarGIS) به عنوان داده ي كمكي در روش كوكريجينگ، دقت سطح برآورد شده نسبت به كوكريجينگ و داده هاي كمكي دما و ارتفاع 1/4% بهبود يافت. مطالعه ي سطح توليدشده نشان مي دهد، اغلب مناطق كشور، به ويژه بخش هاي جنوبي از استعداد بالايي براي استفاده از انرژي تجديد پذير خورشيدي برخوردار هستند. لذا بخش هاي ميمند، سعادت آباد، كوار و سروستان از استان فارس، باوي از خوزستان و نوك آباد از استان سيستان و بلوچستان با اختلاف ناچيز به ترتيب به عنوان مناطق با پتانسيل تابشي بالا معرفي شدند.

Optimal placement of solar power plants is an influential factor in increasing its productivity that leads to the accuracy of the solar radiation potential. The use of spatial relationships among data interpolation techniques increases the precision estimating of solar radiation potentials for different regions of the country. The study of variety interpolation methods is vitally tangible because of significant differences in their results. In this study, interpolation methods; such as Inverse Distance Weighting (IDW), Radial Basis Function (RBF), Diffusion Interpolation (DI), Kriging and Cokriging were implemented and their results compared with one-leave-out cross validation. Cokriging, solar radiation map of SolarGIS model- as secondary data- was combined to data from ground-based observations for increasing its accuracy.The results show that optimization the influencing factors in interpolation methods contribute to 8.3% increase of result’s convergence. Eventually, Cokriging with the aid of DEM and temperature of 4.91w/m2 RMSE estimates the optimal surface. The accuracy of solar radiation map from Solar GIS model, which derived from satellite imagery, recovered 4.1% by Cokriging method. According to the Cokriging performance, most parts of the country and particularly the southern part located at lower latitudes, have a high potentially for solar renewable energy use. With a slight difference, Meymand, SadatAbad, Kovar, Sarvestan, Bavi, NokAbad respectively were identified as high potential areas with radiation.