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Forecasting Day-Ahead Solar Irradiance for Puerto Rico Using the WRF Model and NSRDB

天气研究与预报模式 太阳能资源 太阳辐照度 环境科学 辐照度 气象学 可再生能源 太阳能 卫星 数值天气预报 地理 工程类 物理 量子力学 航空航天工程 电气工程
作者
Manajit Sengupta,Jaemo Yang,Yu Xie
标识
DOI:10.1109/pvsc48320.2023.10359648
摘要

Accurately predicting solar energy resources is a major challenge in integrating photovoltaics generation on the electric grid. Numerical weather prediction has been recognized by the solar energy community as a major approach to provide solar resource forecasts at various locations and for a variety of timescales. In this study, as a part of the Puerto Rico Grid Resilience and Transitions to 100% Renewable Energy Study (PR100), we develop day-head solar irradiance forecast data using the Weather Research and Forecasting (WRF) model at 3 km and hourly/5-minute. The global horizontal irradiance (GHI) and direct normal irradiance (DNI) forecasts simulated from the WRF model are postprocessed by a simple optimization method using satellite-derived gridded observations from the National Solar Radiation Data Base (NSRDB) to reduce error and bias of the solar irradiance forecasts covering 2018–2020. The NSRDB contributes to improving the GHI and DNI forecasts and also offers the opportunity for an in-depth analysis to evaluate their accuracy over a wide range of Puerto Rico regions. Preliminary results show overall improvements of GHI forecasts up to 37% (DNI: 15%) for mean absolute error and 97% (DNI: 76%) for mean bias error by applying a postprocessing technique to WRF model output.
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