Analysis and evaluation of models predicting the components of global solar irradiance on horizontal surfaces - development of a new empirical model

Abstract

168 σ.Στην παρούσα εργασία έγινε αρχικά παρουσίαση διαφόρων βιβλιογραφικών συσχετίσεων προσδιορισμού της διάχυτης ακτινοβολίας, όπως η συσχέτιση του Page, του Erbs, των Orgill and Hollands, του Reindl και της Καρατάσου. Οι συσχετίσεις αυτές συγκρίθηκαν μεταξύ τους και με τις καταγεγραμμένες τιμές διάχυτης ακτινοβολίας και έγινε ποιοτική ανάλυση διαμέσου διαγραμμάτων για τις τέσσερις εποχές του έτους και τέσσερις χαρακτηριστικούς τύπους ημερών (ηλιόλουστη, με λίγα σύννεφα, συννεφιασμένη και βροχερή). Στη συνέχεια με τη χρήση των δεδομένων του έτους 2004 για την Αθήνα εξήχθη ένα πολυωνυμικό μοντέλο 2ου βαθμού με διαχωρισμό δύο διαστημάτων μεταξύ του συντελεστή αιθριότητας KT και του λόγου Ιd/I με συντελεστή προσδιορισμού R2=0,8 και RMSE=0,046. Για όλες τις εξεταζόμενες βιβλιογραφικές συσχετίσεις όπως και για το νέο μοντέλο υπολογίστηκαν οι στατιστικοί συντελεστές και παρουσιάζονται υπό τη μορφή πίνακα. Έγινε ποιοτική ανάλυση διαμέσου διαγραμμάτων και σύγκριση της νέας συσχέτισης και της συσχέτισης των Orgill and Hollands, η οποία ήταν η καλύτερη από τις βιβλιογραφικές συσχετίσεις. Επιπλέον, υπολογίστηκαν τα μέσα μηνιαία ΚΤ και ΚD και εξήχθη μια συσχέτιση μεταξύ τους με συντελεστή προσδιορισμού R2=0,91 και RMSE=0,0095.In this work several correlations of predicting diffuse radiation were presented such as Page, Erbs, Orgill and Hollands and Karatasou. These correlations were compared between them and with the recorded data of diffuse radiation. A quality control was performed with the presentation of diagrams for the four seasons of the year and four characteristic days (sunny, with a few clouds, cloudy and rainy day respectively). A new polynomial 2nd order model of predicting diffuse radiation was developed based on the data of one year (2004), for Athens with coefficient of determination, R2=0,8 and Root Mean Square Error, RMSE=0,046. Thereafter, a statistical analysis was performed giving the prediction of the statistical coefficients for a more detailed analysis. A quality control between the new empirical model and the correlation of Orgill and Hollands was accomplished. Finally, the mean monthly values of KT and KD were calculated and a correlation between them was developed giving a coefficient of determination R2=0,91 και RMSE=0,0095.Ευγενία Δ. Μέχλερ