DOI: https://doi.org/10.20535/2617-0965.2019.2.1.162160

Імітаційне моделювання хмарного покриву за допомогою алгоритму diamond-square

Roman Victorovych Sukach, Kateryna Serhiivna Klen

Анотація


В наведеній статті представлено спосіб імітації хмарного покрову при моделюванні роботи фотоелементів, сонячних панелей, або сонячних електростанцій. Для створення імітаційної моделі хмари запропоновано модифікацію алгоритму diamond-square, також відомого як fractal cloud. Показано, що алгоритм дозволяє долати проблему отримання достатньо деталізованих для потреб моделювання зображень хмар з початкових даних низької роздільності. Запропоновано шляхи для подальшого покращення імітаційної моделі хмарного покриву.

Бібл. 18, рис. 5


Ключові слова


фрактальна розмірність хмари; модуляція інтенсивності випромінення; збільшення роздільної здатності зображення хмари; показник прозорості атмосфери; алгоритм diamond-square

Повний текст:

PDF

Посилання


“Air Pollution: Real-time Air Quality Index (AQI).” [Online]. Available: http://aqicn.org/.

“Al’ternativnaya Energetika V Kitaye Nabirayet Oboroty [Alternative Energy in China is gaining momentum],” 2019. [Online]. Available: http://club-oil.ru/.

“Doroga k solntsu: Indiya dobavlyayet 100 GVt solnechnoy energii v svoyu set [Road to the sun: India adds 100 GW of solar energy to its network],” 2018. [Online]. Available: https://www.sularu.com/theme/10366.

A. Kobylyansky and E. Shishatsky, “Energiya solntsa 2019: kto i za skol’ko stroit novyye elektrostantsii [The energy of the sun 2019: who and for how much builds new power plants],” 2019. [Online]. Available: https://tech.liga.net/.

E. Kabir, P. Kumar, S. Kumar, A. A. Adelodun, and K. H. Kim, “Solar energy: Potential and future prospects,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 82, pp. 894–900, 2018, DOI: 10.1016/j.rser.2017.09.094

A. Fournier, D. Fussell, and L. Carpenter, “Computer rendering of stochastic models,” Commun. ACM, vol. 25, no. 6, pp. 371–384, 2002, DOI: 10.1145/358523.358553

K. S. Osypenko and V. Y. Zhuikov, “The evaluation of fractal dimension and transfer function of the clouds,” Microsystems, Electron. Acoust., vol. 22, no. 5, pp. 13–19, 2017, DOI: 10.20535/2523-4455.2017.22.5.106578

G. M. Lohmann, A. Hammer, A. H. Monahan, T. Schmidt, and D. Heinemann, “Simulating clear-sky index increment correlations under mixed sky conditions using a fractal cloud model,” Sol. Energy, vol. 150, pp. 255–264, 2017, DOI: 10.1016/j.solener.2017.04.048

F. Kasten and G. Czeplak, “Solar and terrestrial radiation dependent on the amount and type of cloud,” Sol. Energy, vol. 24, no. 2, pp. 177–189, 1980, DOI: 10.1016/0038-092X(80)90391-6

“How we measure cloud.” [Online]. Available: https://www.metoffice.gov.uk/weather/guides/observations/how-we-measure-cloud

C. J. Smith, J. M. Bright, and R. Crook, “Cloud cover effect of clear-sky index distributions and differences between human and automatic cloud observations,” Sol. Energy, vol. 144, pp. 10–21, 2017, DOI: 10.1016/j.solener.2016.12.055

R. Perez, T. Cebecauer, and M. Šúri, “Semi-Empirical Satellite Models,” Sol. Energy Forecast. Resour. Assess., pp. 21–48, 2013, DOI: 10.1016/B978-0-12-397177-7.00002-4

I. R. Kutschaenko and K. S. Klen, “Simulation modeling of cloud cover projection movement over the plane of solar power station,” Microsystems, Electron. Acoust., vol. 23, no. 6, pp. 42–47, 2018, DOI: 10.20535/2523-4455.2018.23.6.153944

M. R. Garifulina, A. I. Vlasov, V. V. Makarchuk, and N. Adamovik, “Model’ elementa solnechnoy batarei tipa CIGS [CIGS type solar cell element model],” Inzhenernyy Vestn., no. 8, pp. 1–21, 2012, URL: https://iu4.ru/publ/2012_ing_vest_08_01.pdf

T. Cebecauer, M. Šúri, and R. Perez, “High Performance MSG Satellite Model for Operational Solar Energy Applications,” in Proc. of American Solar Energy Society Annual Conference, 2010, pp. 5–9, URL: https://solargis2-web-assets.s3.eu-west-1.amazonaws.com

J. Day, S. Senthilarasu, and T. K. Mallick, “Improving spectral modification for applications in solar cells: A review,” Renew. Energy, vol. 132, pp. 186–205, 2019, DOI: 10.1016/j.renene.2018.07.101

J. Peng, L. Lu, and M. Wang, “A new model to evaluate solar spectrum impacts on the short circuit current of solar photovoltaic modules,” Energy, pp. 29–37, 2019, DOI: 10.1016/j.energy.2018.12.003

B. Mandelbrot, Fraktalnaya geometriya prirody. Institut kompyuternyh issledovaniy, 2002, ISBN: 5-93972-108-7


Перелік посилань


  1. “Air Pollution: Real-time Air Quality Index (AQI).” [Online]. Available: http://aqicn.org/
  2. “Al’ternativnaya Energetika V Kitaye Nabirayet Oboroty [Alternative Energy in China is gaining momentum],” 2019. [Online]. Available: http://club-oil.ru/.
  3. “Doroga k solntsu: Indiya dobavlyayet 100 GVt solnechnoy energii v svoyu set [Road to the sun: India adds 100 GW of solar energy to its network],” 2018. [Online]. Available: https://www.sularu.com/theme/10366
  4. A. Kobylyansky and E. Shishatsky, “Energiya solntsa 2019: kto i za skol’ko stroit novyye elektrostantsii [The energy of the sun 2019: who and for how much builds new power plants],” 2019. [Online]. Available: https://tech.liga.net/
  5. E. Kabir, P. Kumar, S. Kumar, A. A. Adelodun, and K. H. Kim, “Solar energy: Potential and future prospects,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 82, pp. 894–900, 2018, DOI: 10.1016/j.rser.2017.09.094 
  6. A. Fournier, D. Fussell, and L. Carpenter, “Computer rendering of stochastic models,” Commun. ACM, vol. 25, no. 6, pp. 371–384, 2002, DOI: 10.1145/358523.358553 
  7. K. S. Osypenko and V. Y. Zhuikov, “The evaluation of fractal dimension and transfer function of the clouds,” Microsystems, Electron. Acoust., vol. 22, no. 5, pp. 13–19, 2017, DOI: 10.20535/2523-4455.2017.22.5.106578 
  8. G. M. Lohmann, A. Hammer, A. H. Monahan, T. Schmidt, and D. Heinemann, “Simulating clear-sky index increment correlations under mixed sky conditions using a fractal cloud model,” Sol. Energy, vol. 150, pp. 255–264, 2017, DOI: 10.1016/j.solener.2017.04.048 
  9. F. Kasten and G. Czeplak, “Solar and terrestrial radiation dependent on the amount and type of cloud,” Sol. Energy, vol. 24, no. 2, pp. 177–189, 1980, DOI: 10.1016/0038-092X(80)90391-6 
  10. “How we measure cloud.” [Online]. Available: https://www.metoffice.gov.uk/weather/guides/observations/how-we-measure-cloud 
  11. C. J. Smith, J. M. Bright, and R. Crook, “Cloud cover effect of clear-sky index distributions and differences between human and automatic cloud observations,” Sol. Energy, vol. 144, pp. 10–21, 2017, DOI: 10.1016/j.solener.2016.12.055 
  12. R. Perez, T. Cebecauer, and M. Šúri, “Semi-Empirical Satellite Models,” Sol. Energy Forecast. Resour. Assess., pp. 21–48, 2013, DOI: 10.1016/B978-0-12-397177-7.00002-4 
  13. I. R. Kutschaenko and K. S. Klen, “Simulation modeling of cloud cover projection movement over the plane of solar power station,” Microsystems, Electron. Acoust., vol. 23, no. 6, pp. 42–47, 2018, DOI: 10.20535/2523-4455.2018.23.6.153944 
  14. M. R. Garifulina, A. I. Vlasov, V. V. Makarchuk, and N. Adamovik, “Model’ elementa solnechnoy batarei tipa CIGS [CIGS type solar cell element model],” Inzhenernyy Vestn., no. 8, pp. 1–21, 2012, URL: https://iu4.ru/publ/2012_ing_vest_08_01.pdf 
  15. T. Cebecauer, M. Šúri, and R. Perez, “High Performance MSG Satellite Model for Operational Solar Energy Applications,” in Proc. of American Solar Energy Society Annual Conference, 2010, pp. 5–9, URL: https://solargis2-web-assets.s3.eu-west-1.amazonaws.com 
  16. J. Day, S. Senthilarasu, and T. K. Mallick, “Improving spectral modification for applications in solar cells: A review,” Renew. Energy, vol. 132, pp. 186–205, 2019, DOI: 10.1016/j.renene.2018.07.101 
  17. J. Peng, L. Lu, and M. Wang, “A new model to evaluate solar spectrum impacts on the short circuit current of solar photovoltaic modules,” Energy, pp. 29–37, 2019, DOI: 10.1016/j.energy.2018.12.003 
  18. B. Mandelbrot, Fraktalnaya geometriya prirody. Institut kompyuternyh issledovaniy, 2002, ISBN: 5-93972-108-7


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2019 Roman Victorovych Sukach, Kateryna Serhiivna Klen

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.