Influence of atmospheric aerosols on the amount of solar energy reaching the Earth’s surface in the southern part of Warsaw

• Autorzy: Majewski Grzegorz , Dąbrowska Karolina

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.4531

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The efficiency of photovoltaic installations depends on a number of factors. Aerosols can significantly influence the available resources of solar energy and thus the effectiveness of solar panel performance. The work was an attempt to assess the influence of atmospheric aerosols on the transmission of solar radiation in a selected region of Warsaw. The results of measurements of specific meteorological elements and the concentration of contaminants come from the meteorological station of the Warsaw University of Life Sciences in the years 2014–2019. The analysis of correlation and the MLP model path were used to carry out the analysis. The obtained results and relationships show that there is an influence of air contaminant concentrations on the intensity of solar radiation and insolation. High variability of the given parameters was also revealed, depending on the range of horizontal visibility as well as relative air humidity. The value of the correlation coefficient r=0.80 and comparison of the intensity of measured and predicted solar radiation of the analysed parameters make it possible to claim that the developed MLP model facilitates good prediction of the intensity of solar radiation based on the implemented input data. The analysis of the sensitivity of the model revealed that the air temperature has the greatest influence on the value of solar radiation intensity, and as far as air contaminants are concerned, the concentration of particulate matter PM10 has a greatest influence on lowering its value.

Słowa kluczowe

EN

intensity of solar radiation; insolation; atmospheric aerosols

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 89 (tom 1)
• Strony: 129--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Majewski Grzegorz

• Institute of Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0122-1409

autor

Dąbrowska Karolina

• Faculty of Production Engineering, Warsaw University of Life Sciences, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Amorox, J., Hontoria, C., Benito, M., (2011). Models for obtaining daily global solar radiation with measure d air temperature data in Madrid (Spain). Applied Energy, 88(5), 1703–1709.
• 2. Besharat, F., Dehghan, A.A., & Faghih, A.R., (2013). Empirical models for estimating global solar radiation: A review and case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 21, 798–821.
• 3. Brimblecombe P. Visibility Driven Perception and Regulation of Air Pollution in Hong Kong, 1968–2020. Environments. 2021; 8(6):51.
• 4. Cieżak, W., Siwoń, Z., Cieżak, J., (2006). Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do prognozowania szeregów czasowych krótkotrwałego poboru wody w wybranych systemach wodociągowych. Ochrona Środowiska, 28(1), 39–44.
• 5. Deng, J., Du, K., Wang, K., Yuan, C. S., & Zhao, J., (2012). Long-term atmospheric visibility trend in Southeast China, 1973–2010. Atmospheric Environment, 59, 11–21.
• 6. Ekici, C., Teke, I., (2019). Global solar radiation estimation from measurements of visibility and air temperature extremes. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 41(11), 1344–1359.
• 7. Fatone, F., Szeląg, B., Kowal, P., McGarity, A., Kiczko, A., Wałek, G., ... Caradot, N., (2023). Anadvanced tool integrating failure and sensitivity analysis into novel modeling of the storm water Floyd volume. Hydrology and Earth System Sciences, 27(18), 3329–3349.
• 8. Gill, T., Pauraitė, J., Kalinauskaitė, A., Byčenkienė, S., & Plauškaitė, K., (2024). Longterm study of chemical characteristics of aerosol compositions in the rural environment of Rūgšteliškis (Lithuania). Atmospheric Pollution Research, 15(4), 102048.
• 9. Jeensorn, T., Apichartwiwat, P., &Jinsart, W., (2018). PM10 and PM2.5 from haze smog and visibility effect in Chiang Mai Province Thailand. Applied Environmental Research, 40(3), 1–10.
• 10. Kim, H., Walters, W.W., Kysela, L., & Hastings, M.G. (2023). Long-term trends in inorganic aerosol chemical composition and chemistry at an urban and rural site in the northeastern US. Science of The Total Environment, 904, 166848.
• 11. Kożuchowski, K., (2012). Meteorologia i klimatologia. Warsaw: PWN.
• 12. Krężel, A., (1992). Wpływ aerozoli na wielkość dopływu energii słonecznej do powierzchni morza (na przykładzie południowego Bałtyku). Przegląg Geofizyczny, XXXVII, 1–2, 27–35.
• 13. Lula, P., & Morajda, J., (2001). Obserwacje nietypowe w modelowaniu neuronowym. Zeszyty Naukowe/Akademia Ekonomiczna w Krakowie, (569), 39–54.
• 14. Majewski, G., & Rogula-Kozłowska, W., (2016). The element al composition and origin of fine ambitne particles in the lar gest Polish conurbation: First results from the shortterm Winter campaign. Theoretical and Applied Climatology, 125, 79–92.
• 15. Majewski, G., Rogula-Kozłowska, W., Czechowski, P.O. Badyda, A., Brandyk, A., (2015). The Impact of Selected Parameters on Visibility: First Results from a Long-Term Campaign in Warsaw, Poland. Atmosphere, 6, 1154–1174. https://doi.org/10.3390/ atmos6081154
• 16. Majewski, G., Rogula-Kozlowska, W., Rozbicka, K., Rogula-Kopiec, P., Mathews, B., & Brandyk, A., (2018). Concentration, chemical composition and origin of PM1: Results from the first long-term measurement campaign in Warsaw (Poland). Aerosol and Air Quality Research, 18(3), 636–654.
• 17. Matuszko, D., (2009). Wpływ zachmurzenia na usłonecznienie i całkowite promieniowanie słoneczne. Cracow: Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego.
• 18. Pastuszka, J.S., Wawroś, A., & Talik, E., (2003). Optical and chemical characteristics of the atmospheric aerosol in four towns in southern Poland. Science of the Total Environment, 309(1–3), 237–251https://doi.org/10.3390/environments8060051
• 19. Piech, K., Dybowski, P., Kozik, J., Ciesielka, E., Siostrzonek, T., Milej, W., ... & Drabek, T., (2019). Fotowoltaika-tendencje i prognozy. Maszyny Elektryczne: Zeszyty Problemowe, 2(122), 57–62.
• 20. Quej, V.H., Almorox, J., Ibrakhimov, M., & Saito, L., (2016). Empirical models for estimating daily global solar radiation in Yucatán Peninsula, Mexico. Energy Conversion and Management, 110, 448–456.
• 21. Quej, V.H., Almorox, J., Ibrakhimov, M., Saito, L., (2017). Estimating daily global solar radiation by day of the year in six cities located in the Yucatán Peninsula, Mexico. Journal of Cleaner Production, 141:75–82. doi:10.1016/j.jclepro.2016.09.062
• 22. Rogula-Kozłowska, W., Majewski, G., Widziewicz, K., Rogula-Kopiec, P., Tytła, M., Mathews, B., & Ciuka-Witrylak, M., (2019). Seasonal variations of PM1-bound water concentration in urban areas in Poland. Atmospheric Pollution Research, 10(1), 267–273.
• 23. Szeląg, B., (2019). Modelowanie matematyczne, optymalizacja i sterowanie pracą przepływowych oczyszczalni ścieków. Warsaw: Systems Research Institute. Polish Academy of Sciences.
• 24. Szeląg, B., Kiczko, A., Dąbek, L., (2016). Analiza wrażliwości i niepewności modelu hydrodynamicznego (SWMM) do prognozowania odpływu wód opadowych ze zlewni zurbanizowanej–studium przypadku. Ochrona Środowiska, 38(3), 15–22.
• 25. Uscka-Kowalkowska, J., (2008). Bezpośrednie promieniowanie słoneczne i jego ekstynkcja w atmosferze w Kołobrzegu w latach 1960–2000. Acta Agrophysica, 12(1 [161]).
• 26. Wang, Y.W., Yang, Y.H., Zhou, X.Y., Zhao, N., Zhang, J.H., (2014). Air pollution is pushing wind speed into a regulator of surface solar irradiance in China. Environmental Research Letters, 9(5), 054004.
• 27. Wrzuszczak, M., & Khoma, Y., (2016). Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych do zmniejszenia błędów przetworników impedancji. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, (49), 133–136.