استفاده از بازنگری های اصلاح‌شده برای شبیه‌سازی پیشبینی های خروجی انرژی و جریان بادی ​

مدل‌های بازنگری، به سرعت در جهت شبیه‌سازی خروجی انرژی بادی، به دلیل آسودگی دسترسی به آنها و پوشش جهانی شان محبوبیت پیدا می‌کنند. ​با این حال، آنها باید تنها پس از تکمیل شدن، به اثبات برسند. این مقاله اولین معتبرسازی بین‌المللی مدل های بازنگری برای انرژی باد، تست NASA MERRA و MERRA-2 را در ۲۳ کشور اروپایی گزارش می‌دهد. هر دو بازنگری، مشکلاتی مانند جهت گیری های فضایی و مانند این را شامل می شوند، خروجی باد بیش از حد ۵۰ درصد در شمال غرب اروپا و کم‌تر از ۳۰ درصد در مدیترانه می باشد. ما عوامل اصلاحی ملی را استنتاج می‌کنیم و نشان می‌دهیم که پس از کالیبراسیون، خروجی در هر ساعت ملی را می توان با R2 و بیشتر از ۰.۹۵ مدل‌سازی کرد. داده‌های اصلی ما بصورت رایگان در دسترس قرار می‌گیرند تا به انجام تحقیقات آتی کمک کنند. ​سپس ما منابع بادی اروپا را با شبیه‌سازی ۲۰ ساله از ناوگان‌های آتی، فعلی و بالقوه ارزیابی می‌کنیم. ضریب توان متوسط کنونی ۲۴.۲ % است که از ۱۹.۵ % (آلمان) تا ۳۲.۴ % (بریتانیا) متنوع است. عوامل ظرفیتی به دلیل بهبود فن‌آوری و وسعت مکان‌ها، در حال افزایش هستند. به عنوان مثال، فعالیت ناوگان بادی بریتانیا در حال حاضر ۲۳ درصد بیشتر از سال ۲۰۰۵ می‌باشد. براساس خط لوله کشی برنامه‌ریزی شده ی کنونی، ما برآورد می‌کنیم که ضریب ظرفیت متوسط اروپا می‌تواند با نزدیک به یک سوم تا ۳۱.۳ درصد افزایش یابد. کشورهای دارای سهام بزرگ تر در دریای شمال شاهد دستاوردهای قابل‌توجهی خواهند بود، به گونه ای که با متوسط ضریب ظرفیت بریتانیا تا ۳۹.۴ درصد و آلمان تا ۲۹.۱ درصد افزایش می‌یابد.

Reanalysis models are rapidly gaining popularity for simulating wind power output due to their convenience and global coverage. However, they should only be relied upon once thoroughly proven. This paper reports the first international validation of reanalysis for wind energy, testing NASA’s MERRA and MERRA-2 in 23 European countries. Both reanalyses suffer significant spatial bias, overestimating wind output by 50% in northwest Europe and underestimating by 30% in the Mediterranean. We derive national correction factors, and show that after calibration national hourly output can be modelled with R2 above 0.95. Our underlying data are made freely available to aid future research. We then assess Europe’s wind resources with twenty-year simulations of the current and potential future fleets. Europe’s current average capacity factor is 24.2%, with countries ranging from 19.5% (Germany) to 32.4% (Britain). Capacity factors are rising due to improving technology and locations; for example, Britain’s wind fleet is now 23% more productive than in 2005. Based on the current planning pipeline, we estimate Europe’s average capacity factor could increase by nearly a third to 31.3%. Countries with large stakes in the North Sea will see significant gains, with Britain’s average capacity factor rising to 39.4% and Germany’s to 29.1%.