Hệ thống dự báo bụi giúp ngành năng lượng tái tạo quản lý tổn thất năng lượng mặt trời
của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc
(a) Hình ảnh RGB bụi quan sát được bằng SEVIRI và so sánh giữa (b) CAMS và (c) iDust DOD. (e và f) Vận tốc thẳng đứng, (h và i) vận tốc ngang và (k và l) thông lượng bụi thẳng đứng ở 700 hPa. Các bảng (d), (g) và (j) hiển thị chuỗi thời gian của động năng thẳng đứng, động năng ngang và hoạt động bụi thẳng đứng từ ngày 14 đến ngày 18 tháng 3 năm 2022. Tất cả các phân phối không gian đều tính đến 00:00 ngày 16 tháng 3 năm 2022, được đánh dấu bằng các đường màu xanh lá cây trong các bảng (d), (g) và (j). Các bảng chuỗi thời gian biểu thị các giá trị trung bình cho khu vực trong hộp màu đỏ trong các bản đồ phân phối không gian, được tính toán sau khi ánh xạ lại thành độ phân giải 0,4 độ. Cả CAMS và iDust đều được khởi chạy lúc 00:00 ngày 14 tháng 3 năm 2022. Nguồn: Tạp chí Tiến bộ trong Mô hình hóa Hệ thống Trái đất (2025). DOI: 10.1029/2024MS004525
Các nhà khoa học từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một công cụ dự báo mới có tên là iDust giúp cải thiện khả năng dự đoán bão bụi, mang lại lợi ích đáng kể cho sản xuất năng lượng mặt trời. Hệ thống này giải quyết một thách thức quan trọng đối với năng lượng tái tạo, đặc biệt là ở các vùng sa mạc, nơi bụi có thể làm giảm nghiêm trọng hiệu suất của tấm pin mặt trời.
Nghiên cứu do Tiến sĩ Chen Xi tại Viện Vật lý Khí quyển dẫn đầu đã được công bố trên Tạp chí Tiến bộ trong Mô hình hóa Hệ thống Trái đất.
"Bão bụi không chỉ chặn ánh sáng mặt trời mà còn tích tụ trên các tấm pin mặt trời, làm giảm sản lượng điện của chúng", Chen giải thích về chủ đề nghiên cứu của mình. Khi Trung Quốc mở rộng các dự án năng lượng mặt trời ở các vùng khô và nhiều cát, việc dự báo bụi chính xác đã trở nên cần thiết để giảm thiểu sự gián đoạn và tổn thất tài chính.
Các mô hình dự báo bụi hiện có, chẳng hạn như mô hình từ Trung tâm Dự báo Thời tiết Tầm trung Châu Âu (ECMWF), có những hạn chế về độ phân giải và tốc độ. iDust khắc phục những hạn chế này bằng cách tích hợp các quy trình bụi trực tiếp vào lõi động, cung cấp dự báo có độ phân giải cao hơn (10 km thay vì 40 km) trong khi chỉ sử dụng nhiều năng lực tính toán hơn một chút so với các mô hình thời tiết tiêu chuẩn. Nó có thể tạo ra dự báo bụi 10 ngày chỉ trong sáu giờ sau khi quan sát.
Vào ngày 13 tháng 4 năm 2024, các nhà nghiên cứu sử dụng iDust đã theo dõi thành công một cơn bão bụi cực đoan ở khu vực Bayannur của Trung Quốc. Các nghiên cứu cho thấy việc không tính đến bụi có thể dẫn đến việc ước tính quá cao năng lượng mặt trời khả dụng tới 25%, làm nổi bật tầm quan trọng của hệ thống đối với việc lập kế hoạch năng lượng.
Chụp ảnh tua nhanh thời gian về cơn bão bụi ở Bayannur được chụp bằng hướng dẫn của iDust. Tín dụng: Yijing Liu
Hệ thống iDust dự kiến sẽ giúp các trang trại năng lượng mặt trời và nhà điều hành lưới điện chuẩn bị tốt hơn cho các sự cố liên quan đến bụi, cải thiện hiệu quả và giảm chi phí. Khi Trung Quốc hướng tới mục tiêu trung hòa carbon, các công cụ như iDust sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa các hệ thống năng lượng tái tạo.
Các phát triển trong tương lai nhằm mục đích mở rộng các ứng dụng của iDust trên toàn cầu, hỗ trợ các nỗ lực năng lượng bền vững trên toàn thế giới.
