Nouveau modèle d’estimation du rayonnement solaire quotidien ou horaire sur divers types de terrains

© Les auteurs, 2018. L’estimation exacte et précise de la variabilité spatiotemporelle du rayonnement solaire est essentielle. Certains modèles couramment utilisés évaluent cette variabilité à l’aide de méthodes dans lesquelles les données requises pour estimer l’atténuation atmosphérique ne sont pas toujours facilement accessibles pour certaines aires d’étude. Dans cet article, nous proposons une méthode d’estimation du rayonnement solaire quotidien à partir de la température de l’air ambiant, d’un modèle altimétrique numérique, du moment de l’année et des estimations du rayonnement mensuel faites par le modèle Solar Analyst. Notre objectif était d’utiliser des modèles empiriques de transmissivité atmosphérique et de fraction diffuse axés sur la température de l’air afin de ventiler l’estimation (par Solar Analyst) du rayonnement mensuel total, puis de calculer le rayonnement quotidien total en tant que fraction du total mensuel en appliquant un ratio de transmissivité quotidienne, étant donné que les données de température d’à peu près partout dans le monde sont facilement accessibles. Les résultats montrent que notre méthode estime très bien le rayonnement solaire quotidien (erreur de justesse absolue moyenne de 40 53 W m−2 ou erreur de justesse moyenne de ± 10 %) dans toutes les conditions du ciel à sept stations situées dans diverses régions climatiques, en utilisant beaucoup de moins de données que d’autres méthodes qui ont présenté une erreur de justesse moyenne inférieure à 10 %, mais qui nécessitent plus de paramètres d’entrée. De plus, notre méthode permet de calculer les valeurs de rayonnement solaire horaire à partir du rapport entre le rayonnement quotidien et le rayonnement horaire, à l’aide par exemple de données publiées et du rayonnement quotidien estimé. Les résultats montrent également que notre méthode est plus efficace pour les stations où il y a beaucoup plus de journées ensoleillées que de journées nuageuses ou partiellement nuageuses, car l’incertitude du modèle est plus grande en conditions nuageuses qu’en conditions ensoleillées. L’intégration de notre modèle à des modèles altimétriques numériques permet de l’appliquer dans de nombreuses études nécessitant l’estimation spatiale du rayonnement solaire, particulièrement pour des projets de production d’énergie solaire.