Measurement and Characterization of Solar Irradiance and Climatological Factors for Assessing Solar Conversion Technologies in Kuwait

اقترح معهد الكويت للأبحاث العلمية هذا المشروع للإستكمال برنامج تقييم مصاد الطاقة المتجددة والذي يعتمد على قياسات من محطات أرضية ونماذج حسابية متطورة. خلال السنة الأولى من المشروع تم تحليل والتدقيق في جودة البيانات من خمس محطات رصد أرضية موزعة في مناطق صحراوية. أربع مجطات أخرى سوف يتم تركيبها في مناطق سكنية خلال سنة 2017. أظهرت اختبارات الجودة أن المحطات كانت تحت برنامج صيانة جيد خلال الثلاث سنوات الماضية. حيث يوجد عدد محدود من البيانات المفقودة وذلك غالبا من فقدان مصدر الطاقة للمحطة التي تعمل على الخلايا الشمسية والبطاريات. استطاع فريق المشروع أن يحصل على سنة أحوال جوية نموذجية من شركة ثريتير الأمريكية. تم تطوير هذه السنة لموقعي كبد والشقايا بناء على بيانات من أقمار صناعية لفترة 14 عام، تم تصحيحها من بيانات أرضية لفترة عام واحد. يهدف هذا التصحيح لزيادة جودة البيانات والغاء تأثير التحيزات الموسمية أو المنهجية. فترة البيانات الأرضية التي استخدمت للتصحيح هي سبتمبر 2012 وحتى اغسطس 2013. السبب يعود في إختيار هذه الفترة هو أن المعهد كان قد حصل في السابق على سنة نموذجية لنفس الفترة من شركة سولار جب أي أس. تعتبر تقنيات التصحيح من الأشياء المملوكة للشركات، ولايوجد مراجع تبين أداء تقنية عن تقنية أخرى. لذلك قام فريق المشروع بعمل مقارنة مبدئية بين التقنيتين كتمرين اولي للتعرف على جوانب القوة الضعف في كلا التقنيتان. كما تم خلال هذه السنة نسخة اولية من نموذج سمارت خاص لدولة الكويت. هذا النموذج يستطيع مزامنة قياست أرضية مع نموذج المحاكاة. كما يستخدم سمارت قياسات من جهاز تحليل طيف الشمس كمعطيات. أثبت النموذج توافق جيد مع القياسات الارضية خصوصا الأشعاع الشمس الكلي والاشعاع الشمسي المباشر.

This project aims to provide the Kuwait Institute for Scientific Research (KISR) with high quality solar data that will allow reliable assessments to be made of solar energy conversion technologies operating in the State of Kuwait. Data required to carry out full operational assessments include direct norm al irradiance (DNI), global horizontal irradiance (GHI), and diffuse horizontal irradiance (DIF), and other meteorological measurements such as wind speed relative humidity, precipitable water, temperatures, and atmospheric turbidity parameters relating to aerosol and water loading. Weather stations have already been established at five strategically located inland sites as part of the Government Initiative P-KISR-12 to measure the solar irradiance data and the conventional meteorological data (temperature, pressure, relative humidity and visibility). The two parameters aerosol and precipitable water, having the greatest impact on radiation transport in the atmosphere and therefore on solar irradiance received at the earth›s surface, will be acquired by adding a CIMEL sun photometer model CE 318-2 (with filters 340 nm, 380 nm, 440 nm, 500 nm, 675 nm, 870 nm, 939 nm, 1020 nm and 1640 nm) at the Shagaya station. Having additional aerosol and precipitable water data from spectrally resolved solar irradiance and sky radiance sun photometer measurements will enable Kuwait›s solar resources to be fully characterized over a period of a few years and an atmospheric radiation transport model to be fully tuned and calibrated for calculating solar irradiance data using conventional meteorological data (temperature, pressure, relative humidity and visibility) as input. In addition, a good characterization of Kuwait›s solar resources and a proven atmospheric radiation transport model will pave the way for future development of a solar irradiance prediction model for the State of Kuwait.