マルセル・スーリ
Aug 4, 2020
ソーラーギスのテクニカル・ディレクター、トーマス・セベカウアーとマネージング・ディレクター、マルセル・スーリが、信頼性の高いデータベースの核となる要素、データサービスの強化と検証のためのソーラーギスの継続的な取り組み、そしてソーラーギスのデータを利用するユーザーが、現場での測定を利用した独自の検証を最も効果的に行う方法について語る。
ソーラー産業が世界的に成長し続けるためには、なぜ信頼できるソーラーデータベースが重要なのでしょうか？
マルセル太陽光発電は、従来の発電方式に比べてエネルギーコストが下がり続けているため、世界中で拡大しています。これまで競争力がなかった国や、インフラがあまり整備されていない国でも、太陽光発電の普及が進んでいます。
太陽光発電のデータが業界の急速な拡大に対応し、これまで以上に複雑なプロジェクトを最適化し、正しい評価を行うために、アセットオーナーやオペレーターをサポートすることが不可欠です。
信頼できるデータベースの核となる要素は何でしょうか？
トーマス優れたモデルは、さまざまな異なるソースからの出力を扱うことができなければなりません。また、データが代表的なものであることを保証するために、あらゆる競合が安定した方法で処理されなければなりません。例えば、衛星ゾーンが重複している場合や、最新の衛星が古い衛星に取って代わる場合などです。
特別な挑戦は、社内で開発した幾何学的およびラジオメトリックな前処理ツールによって、最新の衛星データを古いアーカイブと整合させることでした。これらにより、貴重な長期履歴を含めることができ、同時に高い位置・時間安定性と全体的な信頼性を確保することができました。今日、Solargisのアーカイブは完全なものとなり、衛星の地域によって、それぞれ1994年、1999年、2006年までさかのぼる。
太陽エネルギーの世界的な拡大に伴い、すべての気候帯と地理的特殊性を正確に表現することが不可欠である。データは、熱帯雨林や高緯度地域でも、アタカマの極端な砂漠でも同じように機能しなければならない。
優れたモデルは、すべての主要パラメータについて信頼性の高い出力を提供しなければならない：全球水平放射照度（GHI）、直接法線放射照度（DNI）、拡散水平放射照度（DIF）である。
一般的に、DNIデータの精度を確保することは、より要求が高い。しかし、良好なDNIがなければ、トラッカーにとって不可欠な全球傾斜放射照度（GTI）の計算に大きな誤差が生じる可能性がある。高精度のGHIを誇るがDNIが不十分なデータベースは、多くの状況において目的に適さない可能性がある。
他のデータ製品で見られるのは、モデルが現場での測定値と完全に一致するよう強制される一方で、現場での測定値の不完全性やその結果生じる不確実性が無視される「過剰適合」である。バイアスは低くなければならないが、極めて重要なのは、すべての地点で二乗平均平方根誤差（RMSE）が低いことである。優れたモデルにとって重要なのは、すべてのエネルギー範囲において、1時間ごとのデータ値のレベルで調和された表現を維持することである。繰り返しになるが、バランスが重要であり、単一の測定、パラメータ、測定基準が支配的であってはならない。これは、地上での測定という不完全な参照データを使っているため、実に厄介なことである。
モデルはまた、高い大気濁度や急速に変化する大気濁度、雪、氷、霧、薄い雲の発生など、さまざまなタイプのエアロゾルや雲を適切に区別できなければなりません。これができなければ、山間部、人口密集地、工業地帯、沿岸部などの信頼できるデータを得ることは難しい。
最後に、現場特有の条件を正確に反映するためには、高い空間分解能のデータが必要です。Solargisが複数のソースを調和させ、Solargis Prospectアプリに実装したようなデジタル地形モデルは、90メートルのグリッド解像度でグローバルなデータレイヤーを計算することを可能にします。
初日から最大限の信頼性を確保するために、Solargisはどのようなことを行ったのですか？
マルセルソラールギスでは、モデルのロバスト性と正確性を確保するために何年も研究開発に力を注いできただけでなく、当社の太陽電池データセットが最も広範に検証されていることも確認してきました。
私たちは、最初の商用データ製品を提供する前から、独自の計算システムと配信システムを開発することを決めていました。当初は、リチャード・ペレス博士（ニューヨーク州立大学教授）がモデルの定義をサポートしてくれましたが、その後、独自の太陽計算手法を開発し、いくつかの学術論文にも発表しました。
私たちはヨーロッパからスタートし、段階を踏んで対象地域を世界に広げていった。必要な過去の衛星画像を入手するのに数年を要した。エアロゾル光学的深度のデータが入手できないなど、難点もありましたが、今ではいくつかの選択肢があります。
トーマス私たちは、資産所有者に最新のインテリジェンスを提供するためには、全世界でわずか数分という迅速な配信が重要だと考えていました。
PV設計の最適化のためには、10分や15分の解像度でデータを配信する能力が必要です。1時間ごとのデータではもう十分ではありません。PVモジュールとインバーターの複合性能を正しく評価するために、サブアワー値、特に高エネルギー値と低エネルギー値の信頼性の高い配信を確保することも重要になりました。PVとバッテリーのハイブリッドソリューションのシミュレーションを可能にするため、1分単位のデータを求める声が増えています。
私たちは、エネルギーシミュレーションモデルとPV性能分析の精度をさらに高めるために、気象モデルやグローバルデータ処理プロジェクトからのデータを使用しています。このデータは十分に検証されており、気温や気圧などのパラメーターの場合は、より高い解像度と精度で再計算されています。また、複数の公開データベースの長所を組み合わせた複雑な手法に基づき、新しい高解像度の全球アルベドデータベースと計算スキームを開発しました。
マルセル広範な検証は、開発、資金調達、運用の意思決定に使用される衛星ベースの太陽データの精度を実証するための重要なステップです。信頼性を証明するためには、すべての太陽光コンポーネントの厳密な検証が必要です。私たちは、世界中の1000カ所以上でモデルを検証してきました。
最終的には、この技術と経験の組み合わせが、お客様のコスト削減を可能にします。不確実性が1％減少するごとに、投資家の株主資本利益率は約5％増加します。
検証をサポートするために、どのような測定データを提供すべきでしょうか？
トーマス当社のお客様は、現場の気象学的測定値やPV生産データと1対1で比較することで、当社のデータをご自身で検証することができます。当社のデータとエネルギー計算がいかに正確であるかをご自身の目で確かめていただくことで、当社のプロセスに対する信頼がさらに強固なものになります。
残念ながら、太陽光発電の測定には多くのエラーや問題が発生しやすいため、データ比較の前に、測定データの品質を管理することが重要です。理想的には、比較の評価には地上測定の不確かさを考慮に入れるべきです。
太陽測定で見られる典型的なエラーは、汚染されたセンサー、シェーディング、ずれた測定器、古い校正によるものです。さらに、データロガーや電源の問題、誤ったデータ操作や後処理による記録の欠落もある。
ハイグレードな科学的測定ネットワークから得られた太陽光データでさえ、様々なエラーに悩まされ、さらに使用する前に厳格な品質スクリーニングが必要です。
マルセル業界にとって朗報なのは、信頼できるサービスを提供するプロの商業測定プロバイダーがすでに存在し、過去のデータ、リアルタイムの更新、予測のスムーズな連続性を確保するのに役立っていることです。
私たちは透明性を強く信じています。Solargisのデータ・パラメーターの主な特徴や長期的な値は、無料版のProspectアプリで誰でもグローバルに見ることができます。信頼性の高いデータには、検証の保証が付いています：Solargisの時系列データは、どのような場所でも利用可能であり、良質なローカル測定値が存在する場合は検証可能です。
より良いデータは、太陽光発電資産家にとってどのように良い結果をもたらすのでしょうか？
マルセル：私たちのデータは、事業化可能性評価からプロジェクト開発、エンジニアリング、財務計算に至るまで、プロジェクトのライフサイクルのあらゆる段階で利用できます。発電所が運転を開始した後も、私たちのモデルは、定期的な性能評価と太陽光発電予測のためのデータを提供し続けます。
また、コンサルティング・サービスを通じて、大規模な資産所有者が、質の高い現地測定値を使用したモデルのサイト適応による精度の向上と不確実性の低減に基づいて、初期評価を再評価するのを支援します。
トーマス：ソラジスのデータとサービスは、常に改良と長期的な発展を続けています。計算スキームをより正確にするために組織的に取り組む一方、より詳細な最新の観測システムから得られる豊富なデータをより有効に活用する新しいモデルの開発を続けています。
これにより、大量の時系列データの操作、可視化、品質管理、解析のための新しいツールなど、新しい製品やサービスの提供を計画することができる。また、不確かさを低減するために、測定データとモデル化されたデータをより効率的に併用するツールの開発にも注力しています。最終的に、当社の太陽光発電シミュレーション・ソフトウェアは、改良されたデータセットとサポート・ツールから恩恵を受けることになります。
