Modelling and validation of the potential solar radiation for the Hornsund region - application of the R.sun model

• Autorzy: Szymanowski M. , Kryza M. , Migała K. , Sobolewski P. , Kolondra L.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie dopływu potencjalnego promieniowania słonecznego dla obszaru Hornsundu i weryfikacja wyników - zastosowanie R.sun

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

R.sun is a solar radiation model implemented in the OpenSource GRASS GIS. The model can be used to calculate spatial patterns of both instantaneous and daily sums of beam, diffused and reflected solar radiation. The input data are digital elevation model, needed to calculate slopes and their aspects, and the Linke turbidity factor, which describes the attenuation of the solar radiation in the atmosphere. Optionally, terrain-shadowing effects may be considered, which is important for areas with complex relief. Effects of cloudiness on the incoming solar radiation can also be parameterised, separately for the beam and diffused radiation. Here the r.sun model is applied to calculate the potential (i.e. for cloudless conditions) solar radiation for the Hornsund area (SW Spitsbergen). The shadowing effect is included, which is of special importance for the area because of the relief complexity and low solar altitudes. The results are shown on a series of maps and compared with measurements. The validation of the model shows a good agreement between the model results and the available measurements.

PL

R.sun jest narzędziem służącym do modelowania dopływu promieniowania słonecznego do powierzchni ziemi, zaimplementowanym w działającym na licencji OpenSource systemie GIS GRASS. Model może być zastosowany do obliczania zarówno wielkości chwilowych (momentowych), jak i dziennych sum promieniowania bezpośredniego, rozproszonego i odbitego. Wejściowymi informacjami są: cyfrowy model terenu, potrzebny do określenia nachyleń i ekspozycji stoków oraz współczynnik zmętnienia Linkego, opisujący zmniejszenie promieniowania słonecznego w atmosferze. Dodatkowo istnieje możliwość uwzględnienia zachmurzenia nieba, parametryzowanego oddzielnie dla promieniowania bezpośredniego i rozproszonego. Model R.sun zastosowano tu do obliczenia potencjalnego (niebo bezchmurne) promieniowania dla obszaru Hornsundu (SW Spitsbergen). W opracowaniu uwzględniono efekty zacienienia, związane z urozmaiconą rzeźbą terenu, szczególnie istotne przy niskim położeniu słońca nad horyzontem. Wyniki zaprezentowano na mapach i zweryfikowano poprzez porównanie z danymi pomiarowymi. Walidacja modelu wykazała dużą zgodność między wielkościami estymowanymi za pomocą R.sun a zmierzonymi.

Słowa kluczowe

EN

solar radiation; geographic information system (GIS); Spitsbergen

PL

promieniowanie słoneczne; GIS; Spitsbergen

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 6, z. 2
• Strony: 107--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Szymanowski M.

autor

Kryza M.

autor

Migała K.

autor

Sobolewski P.

autor

Kolondra L.

• Department of Cartography, Institute of Geography and Regional Development, Wrocław University, Poland

Bibliografia

• Dougniaux R., 1984: De l.influence de l.estimation du facteur total de trouble atmosphérique sur l.évaluation du rayonnement solaire direct par ciel clair. Application aux données radiométriques de L.IRM a´ Uccle. Institut Royal Météorologique de Belgique (IRM), Miscellanea, Ser. C.
• Dubayah R., Rich P.M., 1995: Topographic solar radiation models for GIS. Int J Geogr Inform Syst 9:405-419
• Fu P., Rich P.M., 2000: The Solar Analyst 1.0 user manual. Helios Environmental Modeling Institute, http:/ /www.hemisoft.com.
• GRASS Development Team, 2007: Geographic Resources Analysis Support System (GRASS) Software. ITC-irst, Trento, Italy. http://grass.itc.it.
• Hofierka J., Suri M., 2002: The solar radiation model for Open Source GIS: implementation and applications, Proc of the Open Source GIS . GRASS users conference 2002 . Trento, Italy, 11-13 September 2002.
• Kumar L., Skidmore A.K., Knowles E., 1997: Modelling topographic variation in solar radiation in a GIS environment. Int J Geogr Inform Sci 11(5): 475-497.
• Louche A., Peri G., Iqbal M., 1986: An analysis of Linke Turbidity Factor. Solar Energy 37(6):393-396.
• McKenney D.W., Mackey B.G., Zavitz B.L., 1999: Calibration and sensitivity analysis of a spatiallydistributed solar radiation model. Int J Geogr Inform Sci 13(1): 49-65.
• Miklanek P., 1993: The estimation of energy incom in grid points over the basin using simple digital elevation model. Ann Geophys, European Geophysical Society. Springer, Suppl. II, 11:296.
• Page J.K., 1986: Prediction of solar radiation on inclined surfaces. Solar Energy R & D in the European Community, Series F, Solar Radiation Data, vol. 3. Dordrecht: Reidel Publishing Company.
• Scharmer K., Greif J. (eds), 2000: The European Solar Radiation Atlas, Volume 2: Database and Exploitation Software. Les Presses de l. École des Mines: Paris. http://www.helioclim.net/esra/index.html.
• Suri M., Hofierka J., 2004: A New GIS-based Solar Radiation Model and Its Application to Photovoltaic Assessments. Trans GIS 8(2):175-190.
• Vida J., Foyo-Moreno I., Alados-Arboledas L., 1999: Performance validation of MURAC, a cloudless sky radiance model proposal. Energy 24:705-721.