Rеvuе des Energies Renouvelables
Volume 23, Numéro 2, Pages 236-258
2020-12-29

Etude De Performance Des Modèles Large Bande Pour Des Conditions De Ciel Clair: Cas De Sud De L'algérie



Auteurs : Benkaciali Said . Notton Gilles . Voyant Cyril . Gairaa Kacem .

Résumé

La composante globale de l'éclairement énergétique solaire horizontal (GHI) est l’une des principales variables utilisées pour la gestion des installations et applications solaires ; la connaissance de sa répartition géographique et de sa variation temporelle est d'une importance primordiale pour de nombreuses applications, telles que la climatologie, la biomasse, l’agriculture et pour des utilisations optimales de l’énergie. Le cas particulier du GHIcs estimée sans tenir compte des occurrences nuageuses (dit « par ciel clair ») est utilisé comme fonction de normalisation (rapport à la tendance) dans les modèles qui convertissent les images des satellites météorologiques en éclairement ou dans le cas de la prévision de production des systèmes photovoltaïque. Cependant, pour contourner le manque de mesures au sol, diverses techniques de modélisation peuvent être appliquées pour estimer en plus de la composante globale les autres composantes de l'éclairement solaire (directes et diffuses). Dans ce travail, cinq modèles ciel clair issus de la littérature ont été testés pour estimer le GHIcs horaire : les modèles de Yang, Solis, Bird-Hulstrom, ESRA et McClear. Une station de mesures a été installée sur le site expérimental situé au sud de l’Algérie et disposant d’un climat désertique (Ghardaïa), elle mesure et enregistre les données météorologiques telles que la température, l’humidité, la pression, ainsi que les trois composantes de l’éclairement solaire (global, diffus et direct). Un classement de ces modèles est proposé sur la base de deux métriques de performances : l’erreur absolue normalisée (nMAE), l'erreur quadratique moyenne normalisée (nRMSE) et l’erreur de biais moyenne normalisée (nMBE). Les résultats obtenus ont montré que les modèles de Bird-Hulstrom, McClear, Solis et ESRA (par ordre décroissant) présentent respectivement les performances suivantes (en %) : 3.61, 6.60, 8.84, 9.53 et 13.30 en termes de nMAE, 4.46, 8.18, 11.00, 11.454 et 14.51 en termes de nRMSE et 0.25, -1.57, -7.60, -9.48 et 13.00 en terme de nMBE. Par conséquent, les modèles de Bird-Hulstrom et McClear fournissent de meilleures performances et peuvent être utilisés pour estimer l’irradiation horaire globale par temps clair.

Mots clés

Composantes solaires – Données météorologiques-Modèles ciel clair - Prédicteurs statistiques

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