La producción de los sistemas de energía solar depende en gran medida de la cobertura de nubes. Si bien la predicción meteorológica se puede utilizar para predecir la cantidad de luz solar que llega a los colectores solares terrestres, la cobertura de nubes se caracteriza a menudo en términos simples, como nublado, parcialmente nublado o despejado. Esto no proporciona información precisa para estimar la cantidad de luz solar disponible para las plantas de energía solar.

En esta semana Revista de energías renovables y sostenibles , Se informa sobre un nuevo método para estimar las propiedades ópticas de la nube utilizando datos de satélites lanzados recientemente. Esta nueva técnica se conoce como Estimación de propiedades ópticas de nube espectral, o ALCANCE.

En 2016, La NASA comenzó a lanzar una nueva generación de satélites ambientales operacionales geoestacionarios, la serie GOES-R. Estos satélites ocupan posiciones fijas sobre la superficie de la Tierra. Cada uno está equipado con varios instrumentos sofisticados, incluido el Advanced Baseline Imager, o ABI, que puede detectar la radiación ascendente de la Tierra en longitudes de onda específicas.

El método SCOPE estima tres propiedades de las nubes que determinan la cantidad de luz solar que llega a la superficie de la Tierra. El primero, altura de la cima de la nube, es la altitud correspondiente a la cima de cada nube. El segundo, espesor de la nube, es simplemente la diferencia de altitud entre la parte superior e inferior de una nube. La tercera propiedad es la profundidad óptica de la nube, una medida de cómo una nube modifica la luz que la atraviesa.

Las nubes son esencialmente, masas flotantes de agua condensada. El agua toma múltiples formas como gotas líquidas o cristales de hielo de diferentes tamaños. Estas diferentes formas de agua absorben la luz en diferentes cantidades, afectando la profundidad óptica de una nube.

La cantidad de luz absorbida también depende de la longitud de onda de la luz. La absorción es especialmente variable para la luz en el rango infrarrojo más amplio del espectro, pero no tanto para la luz en el rango visible más estrecho.

El método SCOPE estima simultáneamente el espesor de las nubes, altura superior y profundidad óptica al acoplar los datos del sensor ABI de los satélites GOES-R a un modelo atmosférico. Otras dos entradas al modelo provienen de estaciones meteorológicas terrestres:temperatura ambiente y humedad relativa en el suelo. Se utilizan para ajustar los perfiles verticales de temperatura y concentración de gas en el modelo.

La precisión de las propiedades ópticas estimadas de la nube se evaluó utilizando un año de datos de 2018 para las mediciones tomadas en siete ubicaciones terrestres en los EE. UU. Durante la noche y el día. en todo tipo de clima, y para una amplia cobertura espacial a intervalos de 5 minutos.

"SCOPE se puede utilizar tanto de día como de noche con una precisión fiable, "dijo el coautor Carlos F.M. Coimbra." Debido a su salida de alta frecuencia durante el día, SCOPE es especialmente adecuado para proporcionar estimaciones precisas en tiempo real de las propiedades ópticas de la nube para aplicaciones de predicción solar ".