Experimental measurement setup for hyperspectral mapping of diffuse radiation from the hemispheric sky

• Autorzy: Kucharczyk-Drab Aleksandra , Ryniec Radosław , Piszczek Marek

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.02.54

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalne stanowisko pomiarowe do mapowania hiperspektralnego promieniowania rozproszonego z nieba półkulistego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the concept of a mobile, low-cost measurement station and methodology to derive a function that modifies the diffuse radiation model of the sky in real time, adjusting for current weather conditions. The experimental measurement setup is designed to capture both image data and associated metadata. The synthesis and processing of panoramic images from various sources and their analysis within a common coordinate framework demonstrate the effectiveness of this approach.

PL

Artykuł przedstawia koncepcję mobilnej, niskokosztowej stacji pomiarowej oraz metodologię opracowywania funkcji modyfikującej model rozproszonego promieniowania nieba w czasie rzeczywistym, uwzględniając aktualne warunki atmosferyczne. Eksperymentalna konfiguracja pomiarowa została zaprojektowana do rejestrowania zarówno danych obrazowych, jak i powiązanych metadanych. Syntetyzowanie i przetwarzanie panoramicznych obrazów z różnych źródeł oraz ich analiza w ramach wspólnego układu współrzędnych wykazują skuteczność tego podejścia.

Słowa kluczowe

EN

solar radiation; spectral hypercube; image processing; data fusion

PL

promieniowanie słoneczne; hipersześcian widmowy; przetwarzanie obrazu; fuzja danych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 2
• Strony: 242--247
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Kucharczyk-Drab Aleksandra

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-3821-5918

autor

Ryniec Radosław

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/000-0002-4090-0092

autor

Piszczek Marek

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-3376-6427

Bibliografia

• [1] Bird, Richard E., and Carol Riordan. "Simple solar spectral model for direct and diffuse irradiance on horizontal and tilted planes at the earth's surface for cloudless atmospheres." Journal of climate and applied meteorology (1986): 87-97
• [2] Xie, Yu, and Manajit Sengupta. "A fast all-sky radiation model for solar applications with narrowband irradiances on tilted surfaces (FARMS-NIT): Part I. The clear-sky model." Solar Energy 174 (2018): 691-702
• [3] Xie, Yu, Manajit Sengupta, and Chenxi Wang. "A fast all-sky radiation model for solar applications with narrowband irradiances on tilted surfaces (FARMS-NIT): Part II. The cloudysky model." Solar Energy 188 (2019): 799-812
• [4] Xie, Yu, and Manajit Sengupta. "Fast All-sky Radiation Model for Solar Applications (FARMS): A Brief Overview of Mechanisms, Performance, and Applications." (2016)
• [5] Ya’u, Muhammad Jamilu, et al. "Global solar radiation models: A review." Journal of photonic materials and technology 4.1 (2018): 26-32
• [6] Prieto, Jesús-Ignacio, and David García. "Global solar radiation models: A critical review from the point of view of homogeneity and case study." Renewable and Sustainable Energy Reviews 155 (2022): 111856
• [7] Gueymard, Christian A. "The SMARTS spectral irradiance model after 25 years: New developments and validation of reference spectra." Solar Energy 187 (2019): 233-253.
• [8] Chu, Tsai-Ping, et al. "Estimation of solar irradiance and solar power based on all-sky images." Solar Energy 249 (2023): 495- 506
• [9] Boland, John, Jing Huang, and Barbara Ridley. "Decomposing global solar radiation into its direct and diffuse components." Renewable and Sustainable Energy Reviews 28 (2013): 749-756
• [10] El Mghouchi, Y., et al. "Comparison of three solar radiation models and their validation under all sky conditions–case study: Tetuan city in northern of Morocco." Renewable and Sustainable Energy Reviews 58 (2016): 1432-1444
• [11] Chen, Shanlin, et al. "Global and direct solar irradiance estimation using deep learning and selected spectral satellite images." Applied Energy 352 (2023): 121979
• [12] Gueymard, Christian A., and Miroslav Kocifaj. "Clear-sky spectral radiance modeling under variable aerosol conditions." Renewable and Sustainable Energy Reviews 168 (2022): 112901
• [13] Del Rocco, Joseph, et al. "Real-time spectral radiance estimation of hemispherical clear skies with machine learned regression models." Solar Energy 204 (2020): 48-63
• [14] Maskarenj, Marshal, Rangan Banerjee, and Prakash C. Ghosh. "Design and development of a low-cost angular sky luminance measurement system." Building and Environment 142 (2018): 22-33
• [15] Sánchez-Segura, César D., et al. "Solar irradiance components estimation based on a low-cost sky-imager." Solar Energy 220 (2021): 269-281
• [16] Alonso-Montesinos, J., and F. J. Batlles. "The use of a sky camera for solar radiation estimation based on digital image processing." Energy 90 (2015): 377-386
• [17] Xu, Guoning, et al. "Measurements and analysis of solar spectrum in near space." Energy Reports 9 (2023): 1764-1773