Στοχαστική διερεύνηση της χρονικής μεταβολής της ηλιακής ακτινοβολίας

Με την πρόοδο της τεχνολογίας και την εκμετάλλευση όλο και περισσότερο του ορυκτού πλούτου της γης, εμφανίζεται επιτακτική η ανάγκη στροφής της ανθρωπότητας στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Από τις αρχές του 21ου αιώνα η επιστημονική κοινότητα, έχει πραγματοποιήσει τεράστια άλματα, με σκοπό την εκμετάλλευση όλων των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μία από τις πλέον ευρέως γνωστές, είναι η ηλιακή ακτινοβολία, η οποία αποτελεί από τις βασικότερες μορφές, στην οποία ο ανθρώπινος παράγοντας, πρόκειται να στηριχθεί στο μέλλον. Όμως η μεταβλητότητα της ηλιακής ακτινοβολίας, επιδρά σε σημαντικό βαθμό στα συστήματα μετατροπής της ηλιακής ενέργειας, κυρίως στα φωτοβολταϊκά συστήματα, που χαρακτηρίζονται, από μια γρήγορη και μη γραμμική απόκριση στην προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία. Η πρόβλεψη απόδοσης αυτών των συστημάτων βασίζεται, σε ωριαία ή ημερήσια δεδομένα, επειδή αυτά τα δεδομένα, είναι συνήθως τα μόνα διαθέσιμα. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη ότι, η παρουσία των νεφών τροποποιεί την παγκόσμια ακτινοβολία και γνωρίζοντας ότι οι διαδικασίες που αφορούν τα σύννεφα, τείνουν να είναι πολύ δυναμικές, αναμένεται μεγάλη μεταβλητότητα των ημερήσιων και συνεπώς και των ωριαίων τιμών. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας, είναι η προσπάθεια διερεύνησης της στοχαστικής φύσης και της χρονικής εξέλιξης της ηλιακής ακτινοβολίας, με ημερήσιο και ωριαίο βήμα, σε μηνιαίο επίπεδο, με τελικό στόχο την δημιουργία ενός στοχαστικού μοντέλου αναπαραγωγής ωριαίας ηλιακής ακτινοβολίας. Για το συγκεκριμένο αυτό σκοπό, πραγματοποιήθηκε ανάλυση, αρχικά σε σταθμούς στον ελληνικό χώρο και στην συνέχεια επεκτάθηκε η έρευνα σε παγκόσμια κλίμακα. Με την βοήθεια μίας κατανομής σε ημερήσια κλίμακα και ενός αθροίσματος δύο κατανομών σε ωριαία κλίμακα, κάνοντας χρήση του συντελεστή αιθριότητας (Κτ), λόγω της περιοδικότητας που εμφανίζει η διεργασία, επιτεύχθηκε η πλήρης περιγραφή της ηλιακής ακτινοβολίας. Εν συνεχεία, με την βοήθεια στατιστικών test υπόθεσης και κριτηρίων επιλογής κατανομών, επαληθεύθηκε η ερευνά. Έτσι πραγματοποιήθηκε η δημιουργία ενός ψευδο-κυκλοστάσιμου μοντέλου μακροπρόθεσμης εμμονής, με σκοπό την αναπαραγωγή του συντελεστή αιθριότητας ΚΤ και συνεπώς της ωριαίας ηλιακής ακτινοβολίας σε παγκόσμια κλίμακα. Το μοντέλο ελέγχεται και ικανοποιεί την διατήρηση της κατανομής, συνεπώς των τεσσάρων κεντρικών ροπών (μέση τιμή, τυπική απόκλιση, ασυμμετρία και κύρτωση), καθώς και την παράμετρο Hurst που εκφράζει την (μακροπρόθεσμη) εμμονή και συσχέτιση.