قيود بيانات إعادة التحليل لتطبيقات طاقة الرياح

الملخص تعتمد تقديرات موارد طاقة الرياح عادةً على ملفات تعريف سرعة الرياح المُحاكاة التي تنتجها إعادة التحليل أو نماذج الطقس، بسبب نقص قياسات المدى الطويل التي تغطي ارتفاعات ذات صلة (تقريبًا 90 متر فوق سطح الأرض). ومع ذلك، قد تكون البيانات المُحاكية، بما في ذلك إعادة التحليل، صاخبة وتظهر مجموعة واسعة من الانحيازات والأخطاء، التي تُعزى بشكل مختلف إلى تأثيرات التضاريس، وفقر تغطية المدخلات المُعتمدة، ودقة النموذج. يمكن أن توفر سجلات توليد الرياح، إذا كانت متاحة بدقة زمنية وجغرافية عالية، بديلاً لقياسات الرياح وتسمح بتقييم إعادة التحليل وسلاسل زمنية لسرعة الرياح في نماذج الطقس. نستخدم مجموعة بيانات تمتد على 7 سنوات من سجلات توليد على مستوى المصنع كل ساعة من أكثر من 100 محطة رياح عبر تكساس لتقييم مجموعتين من بيانات إعادة التحليل تُستخدم عادةً (MERRA2 و ERA5). بالإضافة إلى ذلك، نستخدم سنة واحدة من السجلات (2019) لتقييم منتج نمذجة الإقليمية للطقس عالي الدقة (HRRR v3). نجد أنه عبر المنطقة، وعبر جميع منتجات النمذجة، تمثل بيانات نموذج توليد الرياح (أي، سرعات الرياح على ارتفاعات المحور المارة عبر منحنى القدرة) أخطاء متوسطة نسبياً صغيرة عند تجميعها يومياً، لكن الدقة والترابط في الساعة لهما حساسية ديوارنية قوية. تنخفض الدقة والترابط بشكل منتظم خلال المساء وتتحسن بشكل ملحوظ بعد شروق الشمس. تستمر هذه الأنماط الديوارنية حتى في أعلى نموذج دقة تم اختباره (HRRR v3). نفترض أن الانخفاض الليلي في الدقة يعود في الأساس إلى ظروف طبقة الحدود المُمثلة بشكل ضعيف، ربما يتعلق بتمثيل النموذج للاستقرار، في حين تلعب حالات عدم اليقين الأخرى (مثل تأثيرات الظل) دورًا ثانويًا.