ارزیابی توانایی پارامترهای هواشناسی در پیش‌بینی میانگین تابش خورشیدی در یک شهر ساحلی ایران

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ‌ارشد رشته مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تهران- پردیس‌کشاورزی و منابع طبیعی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی.

2 دانشجوی دوره دکتری رشته مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه تهران- پردیس‌کشاورزی و منابع طبیعی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی.

3 استادیار، دانشگاه تهران- پردیس‌کشاورزی و منابع طبیعی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، گروه مهندسی ماشین‌های کشاورزی.

چکیده

داده‌های تابش خورشیدی نقش مهمی در طراحی سامانه‌های خورشیدی دارند که اندازه‌گیری آن‌ها در برخی مناطق به آسانی امکان‌پذیر نیست؛ بنابراین بایستی به دقت و با استفاده از مدل‌های تخمین تابش خورشیدی برآورد شوند. در این مقاله تأثیر سه پارامتر هواشناسی ساعت آفتابی، دما و رطوبت نسبی بر تابش خورشیدی بر اساس تحلیل رگرسیونی چند متغیره گام‌به‌گام و با توجه به مطالعات تجربی مورد بررسی قرار گرفت و از داده‌های هواشناسی ایستگاه بندرعباس در دوره آماری 19 ساله (2005-1987 میلادی) استفاده شد. دقت مدل‌ها با استفاده از شاخص‌های آماری R2، RMSE، MPE و MBE ارزیابی شد. نتایج نشان می‌دهد که متغیرهای ساعت آفتابی (درجه دو) و دما با ضریب تعیین 7566/0 (سطح اطمینان 99%) ارتباط معناداری با تابش خورشیدی دارند. نتایج حاصل از این پژوهش الزاماً قابل تعمیم به سایر ایستگاه‌ها نیست و بنابر ویژگی‌های خاص هر منطقه می‌توان متغیرهای دیگری را مؤثر بر تابش خورشیدی و تغییرات آن یافت

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 [1]    صفاری‌پور م. ح.، مهرابیان م. ع.، "پیش‌بینی مقدار کل تابش خورشیدی در کرمان با استفاده از مشخصات هندسی، نجومی، جغرافیایی و هواشناسی"، مجله علمی و پژوهشی شریف، شماره پنجاه و یکم، صفحه 13-3، (1388).

 [2]    Ertekin C., and Yaldiz, O., “Estimation of Monthly Average Daily Global Radiation on Horizontal Surface for Antalya, Turkey”, Renewable Energy, Vol. 17, pp. 95–102, (1999).

 

 [3]    آقا شریعتمداری ز.، خلیلی ع. و ایران‌نژاد پ.، "مقایسه کارایی مدل‌های یک متغیره و روابط چند متغیره خطی در برآورد تابش دریافتی بر سطح افقی در سطح زمین با استفاده از متغیرهای هواشناسی، مطالعه موردی ایستگاه تهران شمال (اقدسیه)"، چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، 23 و 24 اردیبهشت‌ماه، تهران، انجمن ژئوپلتیک ایران، (1389).

 

 [4]    مجنونی هریس ا.، زند پارسا ش.، سپاسخواه ع. و ناظم‌السادات ج.، "توسعه و ارزیابی مدل‌های تخمین تابش خورشیدی براساس ساعات آفتابی و اطلاعات هواشناسی"، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال دوازدهم، شماره چهل و ششم (ب)، صفحه 499-491، (1387).

 

 [5]    Gorjian, Sh., Ghobadian B., and Tavakkoli Hashjin, T., “Modeling of Solar Radiation Potential in Iran using Artificial Neural Networks”, Journal of Agricultural Science and Technology (JAST), Vol. 17, pp. 1707–1723, (2015).

 

 [6]    Khorasanizadeh, H., and Mohammadi, K., “Introducing the Best Model for Predicting the Monthly Mean Global Solar Radiation Over Six Major Cities of Iran”, Energy, Vol. 51, pp. 257–266, (2013).

 

 [7]    Behrang, M.A., Assareh, E., Noghrehabadi, A.R., and Ghanbarzadeh, A., “New Sunshine-based Models for Predicting Global Solar Radiation using PSO (Particle Swarm Optimization) Technique”, Energy, Vol. 36, pp. 3036–3049, (2011).

 

   [8] Rahimikhoob, A., “Estimating Global Solar Radiation using Artificial Neural Network and Air Temperature Data in a Semi-arid Environment”, Enewable Energy, Vol. 35, pp. 2131–2135, (2010).

 

   [9] Ghahreman, N., and Bakhtiari, B., “Solar Radiation Estimation from Rainfall and Temperature Data in Arid and Semi-arid Climates of Iran”, DESERT, Vol. 14, pp. 141–150, (2009).

 

[10]    Sabziparvar, A.A., “A Simple Formula for Estimating Global Solar Radiation in Central Arid Deserts of Iran”, Renew Energy, Vol. 33, No. 5, pp. 1002–1010, (2008).

 

[11]    Sabziparvar, A.A., and Shetaee, H., “Estimation of Global Solar Radiation in Arid and Semi-arid Climates of East and West Iran”, Energy, Vol. 32, No. 5, pp. 649–655, (2007).

 

[12]    Duffie, J.A., and Beckman, W.A., “Solar Engineering of Thermal Processes”, 3th Edn., John Wiley & Sons, New York, (2006).

 

[13]    Cooper, P.I., “The Absorption of Radiation in Solar Stills”, Solar Energy, Vol. 12, No. 3, pp. 333–346, (1969).

 

[14]    Angström, A., “Solar and Terrestrial Radiation”, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Vol. 50, pp. 121‒125, (1924).

 

[15]    Prescott, J.A., “Evaporation from a Water Surface in Relation to Solar Radiation”, Transactions of the Royal Society of South Australia, Vol. 64, pp. 114‒118, (1940).

 

[16]    Ogelman, H., Ecevit, A., and Tasdemiroglu, E., “A New Method for Estimating Solar Radiation from Bright Sunshine Data”, Solar Energy, Vol. 33, pp. 619–625, (1984).

 

[17]    El-Sebaii, A.A., Al-Ghamdi, A.A., Al-Hazmi, F.S., and Faidah, A.S., “Estimation of Global Solar Radiation on Horizontal Surfaces in Jeddah, Saudi Arabia”, Energy Policy, Vol. 37, pp. 3645‒3649, (2009).

 

[18]    Abdalla, YAG., “New Correlation of Global Solar Radiation with Meteorological Parameters for Bahrain”, International Journal of Solar Energy, Vol. 16, pp. 111–120, (1994).

 

[19]    Karakoti, I., Das, P.K., and Singh, S.K., “Predicting Monthly Mean Daily Diffuse Radiation for India”, Applied Energy, Vol. 91, pp. 412–425, (2012).

 

[20]    Rawlings, J. O., Pantula, S. G., and Dickey, D. A., “Applied Regression Analysis: A Research Tool”, 2th Edn., Springer Science & Business Media, pp. 206–228, (2001).

 

[21]    Montgomery, D. C., Peck, E. A., and Vining, G. G., “Introduction to Linear Regression Analysis”, 4th Edn., John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, Chapter 10, (2015).

 

[22]    Li, H., Ma, W., Lian, Y., Wang, X., and Zhao, L., “Global Solar Radiation Estimation with Sunshine Duration in Tibet, China”, Renewable Energy, Vol. 36, No. 11, pp. 3141–3145, (2011).

 

[23]    Robaa, S. M., “Validation of the Existing Models for Estimating Global Solar Radiation Over Egypt”, Energy Conversion and Management, Vol. 50, No. 1, pp. 184–193, (2009).