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Energia solare, un aiuto dai satelliti

Nuvoloso. Parzialmente nuvoloso. Cielo sereno. Le previsioni del tempo utilizzano in genere termini abbastanza generici per descrivere la copertura di nubi del nostro pianeta. Se questo è sufficiente per avere informazioni meteo, non lo stesso si può per la della stima dell’energia solare. Gli impianti che funzionano grazie all’energia del Sole avrebbero infatti bisogno di informazioni molto più precise per calcolare la quantità di luce disponibile. Un dato che dipende in maniera diretta dalla copertura nuvolosa.

Ora un nuovo studio propone un approccio innovativo per stimare le proprietà ottiche delle nubi utilizzando i dati satellitari. La ricerca, pubblicata oggi su Renewable and Sustainable Energy, si basa sul cosiddetto metodo Scope, dall’inglese Spectral Cloud Optical Property Estimation. Gli scienziati hanno utilizzato i dati provenienti da Goes-R, generazione di satelliti ambientali geostazionari lanciati dalla Nasa nel 2016. Questi satelliti occupano posizioni fisse sopra la superficie terrestre. Ognuno di essi è dotato di sofisticati strumenti, tra cui l’Advanced Baseline Imager, in grado di rilevare l’intensità delle radiazioni assorbite dalla Terra a specifiche lunghezze d’onda.

Applicando il metodo Scope, i ricercatori hanno isolato tra le diverse proprietà delle nubi la quantità di luce solare che raggiunge il nostro pianeta. La prima proprietà, l’altezza della cima delle nubi, è l’altitudine corrispondente al punto più alto di ogni nube. La seconda, lo spessore, è semplicemente la differenza di altitudine tra la parte superiore e inferiore di una nube. La terza proprietà è la profondità ottica della nube, che indica quanto la nube modifica la luce che la attraversa.

Le nuvole sono essenzialmente masse di acqua condensata “galleggianti” nel cielo. L’acqua può assumere forme multiple, come goccioline liquide o cristalli di ghiaccio di varie dimensioni. Queste diverse forme d’acqua assorbono la luce in quantità diverse, influenzando la profondità ottica di una nube. Il metodo Scope stima simultaneamente lo spessore della nube, l’altezza della parte superiore e la profondità ottica applicando i dati raccolti dai satelliti Goes-R a un modello atmosferico. Il team di ricerca ha utilizzato un anno di dati satellitari a partire dal 2018 per le misurazioni effettuate in sette località negli Stati Uniti, con qualsiasi tipo di meteo e per un’ampia copertura spaziale, a intervalli di 5 minuti.

I risultati possono essere utilizzati per stimare in maniera più accurata la quantità di energia solare necessaria per far funzionare al meglio i pannelli solari o altri impianti simili. «Scope può essere utilizzato sia di giorno che di notte con una precisione affidabile – commenta Carlos Coimbra dell’American Institute of Physics, co-autore dello studio – ed è particolarmente adatto a fornire stime accurate in tempo reale delle proprietà ottiche delle nuvole per diverse applicazioni di previsione solare».

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