Upload
oznilzo
View
903
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Citation preview
สัมมนาฟสิกส
เร่ือง การประเมินพลังงานแสงอาทิตยโดยใชเทคโนโลยีภาพถายดาวเทียม
(Solar energy assessment using remote sensing technologies)
จัดทําโดย
นางสาวนพมาศ ประทุมสูตร รหัสนักศึกษา 07500239
อาจารยท่ีปรึกษา
รองศาสตราจารย ดร.เสริม จันทรฉาย
ขอบเขตเนื้อหาในการนําเสนอ
บทนํา
การคํานวณคาความเขมรังสี
ดวงอาทิตย
เปรียบเทียบขอมูลท่ีได
สรุปผล
2
สัมมนาฟสิกส ปการศึกษา 2553
บทนํา
3
พลังงานแสงอาทิตยจัดวาเปนพลังงานหมุนเวียนรูปแบบหนี่ง
ท่ีสามารถนํามาใชในชีวิตประจําวันได และยังชวยลดการใชพลังงาน
ฟอสซิล การปลดปลอยกาชเรือนกระจกซ่ึงเปนสาเหตุท่ีกอใหเกิดภาวะ
โลกรอน
โดยท่ัวไปการนําพลังงานแสงอาทิตยมาใชประโยชนสามารถ
แบงออกไดเปน 2 แบบคือ
• การนําพลังงานแสงอาทิตยมาผลิตไฟฟา
4
• การนําความรอนพลังงานแสงอาทิตยมาใชโดยตรง
การอบแหงระบบ passive การอบแหงระบบ active
การอบแหงระบบ Hybrid
5
การคํานวณคาความเขม
รังสีดวงอาทิตย
6
การคํานวณคาความเขมรังสีดวงอาทิตยโดย
วิธีเฮลิโอแซท (HELIOSAT)
แนวคิด
• บรรยากาศ
• การลดลงของรังสีดวงอาทิตยเนื่องจากเมฆ
ขั้นตอนการคํานวณ
• ข้ันตอนที่ 1: คํานวณคาความเขมรังสีดวงอาทิตย
ในสภาพทองฟาปราศจากเมฆ
• ข้ันตอนที่ 2: คํานวณคาดัชนีเมฆจากภาพถายดาวเทียม
• ข้ันตอนที่ 3: คํานวณคารังสีดวงอาทิตยที่พ้ืนผิวโลก7
แสดงแสงตรงจากดวงอาทิตย และแสงกระจายจากทองฟา
8
ขั้นตอนท่ี 1 คํานวณคาความเขมรังสีดวงอาทิตยในสภาพทองฟาปราศจากเมฆ
สามารถคํานวณไดดังสมการ
• ความเขมรังสีดวงอาทิตยตรง ( )
(1)
เม่ือ คือ ความเขมรังสีตรงในสภาพทองฟาปราศจากเมฆ
คือ คาคงท่ีรังสีดวงอาทิตย(1367 )
คือ ตัวประกอบสําหรับแกผลความรีของวงโคจร
คือ Link turbidity faction สําหรับมวลอากาศเทากับ 2
คือ ความลึกเชิงแสง
คือ มวลอากาศ
( ) ( )mmTsccleardn
LeGG δε 28662.0,
−=
cleardnG ,
scG
ε( )2LT
( )mδ
m
2mw
cleardnG ,
9
ตัวประกอบสําหรับแกผลความรีของวงโคจร
)(ε
Γ+Γ+= sin00128.0cos034221.0000110.1εΓ+Γ+ 2sin000077.02cos000719.0
เขียนไดดังสมการ
(2)
10
36512 −
=ΓJπโดย (3)
เม่ือ J คือ ลําดับวนัในรอบป [J = 1 สําหรับ 1 มกราคม]
มวลอากาศสามารถคํานวณไดจากสมการ
6364.110000
)07995.96(50572.0cos1
−−+−
=zz
z
mθθ (4)
เม่ือ z คือ ความสูงของสถานีวัด (เมตร)
คือ มุมซินิธzθ
11
รูปแสดงการบอกตําแหนงดวงอาทิตย
12
Rayleigh optical thickness สามารถประมาณไดจากสมการ
(m<20) (5)
(m>20) (6)
432 00013.00065.01202.07513.16296.61
mmmmR −+−+=δ
mR 718.04.101
+=δ
13
สภาพขุนมัวของลิงค (Link turbidity)หาไดจากสมการ
(7)
เม่ือสภาพขุนมัวมีการเปล่ียนแปลงในแตละวันสําหรับมวลอากาศเทากับ 2
(8)
( )( )mmT
RL δ
δ=
( ) ( ) ( )( )2
2R
RLL
mmTTδδ
=
นําคาท่ีไดท้ังหมดไปแทนในสมการท่ี 1
14
( ) ( )mmTsccleardn
LeGG δε 28662.0,
−=
• ความเขมรังสีดวงอาทิตยกระจาย ( )
(9)
เม่ือ คือ รังสีดวงอาทิตยนอกบรรยากาศโลกบนระนาบ
คาความเขมรังสีดวงอาทิตยในสภาพทองฟาปราศจากเมฆ
cleardiffG ,
)cos))2(0327.0014.0( 2zLT θ−+
zLextcleardiff TGG θε cos))2(0646.0045.0(0065.0(, +−+=
extG
(10)cleardifzcleardnclear GGG ,, cos += θ
15
• ขั้นตอนท่ี 2 คํานวณคาดัชนีเมฆจากภาพถายดาวเทียม
- ขอมูลดาวเทียม
ตําแหนง : ที่ลองจิจูด 0 องศาตะวันออก
สูงจากพ้ืนโลก : 36,000 กิโลเมตร
ถายภาพครอบคลุมพ้ืนที่ทวีปยุโรป
และแอฟริกา
ดาวเทียม METEOSAT
16
ภาพแสดงวงโคจรของดาวเทียม
ภาพท่ีไดจากดาวเทียม METEOSAT 17
ภาพ 8 bit มีคาอยูระหวาง 0 - 255 ภาพท่ีมีคา reflect อยูระหวาง 0 - 1
18
- ดชันีเมฆ (Cloud index) เปนตัวช้ีวัดปริมาณเมฆซ่ึงหาไดจากภาพถายดาวเทียม
โดยอาศัยสมการ
เม่ือ คือ สัมประสิทธ์ิของการสะทอนของบรรยากาศและพื้นผิวโลก
(11)
ρρ
คือ สัมประสิทธ์ิการสะทอนท่ีพื้นผิวโลกเม่ือทองฟาปราศจากเมฆ
maxρ คือ สัมประสิทธ์ิการสะทอนของเมฆ
minmax
min
ρρρρ−−
=n
minρ
19
โดยคาสัมประสิทธ์ิการสงผานรังสีของบรรยากาศสามารถคํานวณโดย
ใชความสัมพันธกับดัชนีเมฆ ( )n2.0−≤n8.02.0 ≤<− n1.18.0 ≤< nn<1.1
2.1* =TknkT −=1*
2* 6667.16667.30667.2 nnkT +−=
05.0* =Tk
ดังนั้น คาความเขมรังสีดวงอาทิตยท่ีพื้นผิวสามารถคํานวณไดจากสมการ(12)
)(*clearT GkG =
)cos( ,,*
cleardifzcleardnT GGkG += θหรือ
21
(13)
(14)
สัมประสิทธ์ิการสงผานของรังสีของบรรยากาศ หาไดจากสมการ
(12)
เม่ือ คือ รังสีดวงอาทิตยท่ีตกกระทบพื้นผิวโลกในสภาพ
ทองฟาท่ัวไป
คือ รังสีดวงอาทิตยท่ีตกกระทบพื้นผิวโลกในสภาพ
ทองฟาปราศจากเมฆ
( )*Tk
G
clearG
clearT G
Gk =*
20
clear sky model with
Link turbidity
METEOSAT-image
cloud index
correct
satellite imageground albedo
Correction for solar position and atmosphere30 images
of one month
LT
clearskyG
cleardiffusG ,
extG
ρ
minmax
minρρ
ρρ
−
−=n
*Tk
clearskyGTkhG •= *
horG
+
( ) nnfTk −≈= 1*
cleardnG ,
22
minρ
เปรียบเทียบขอมูล
และสรปุผล
23
การประเมินคาความเขมรังสีดวงอาทิตยที่พ้ืนผิวโลกโดยใชเทคโนโลยีภาพ
ถายดาวเทียมมีคาสอดคลองกับคาความเขมรังสีจากการวัด แสดงการเปรียบเทียบขอมูล
ดังกราฟ
กราฟผลการเปรียบเทียบคารังสีดวงอาทิตยที่ไดจากวิธีเฮลิโอแซทกับขอมูลภาคพ้ืนดิน
24
สรุปผล
วิธีการคํานวณคาความเขมรังสีดวงอาทิตยท่ีพื้นผิวโลกสําหรับนําไปใช
ในงานดานพลังงานแสงอาทิตย โดยใชขอมูลจากภาพถายดาวเทียมและพบวา
ความเขมรังสีดวงอาทิตยท่ีไดจากภาพถายดาวเทียมมีผลสอดคลองกับการวัด
25
คําถาม ??