Global horizontal irradiance (GHI) plays a vital role in estimating solar energy resources, which are used to generate sustainable green energy. In order to estimate GHI with high spatial resolution, a quantitative irradiance estimation network, named QIENet, is proposed. Specifically, the temporal and spatial characteristics of remote sensing data of the satellite Himawari-8 are extracted and fused by recurrent neural network (RNN) and convolution operation, respectively. Not only remote sensing data, but also GHI-related time information (hour, day, and month) and geographical information (altitude, longitude, and latitude), are used as the inputs of QIENet. The satellite spectral channels B07 and B11 - B15 and time are recommended as model inputs for QIENet according to the spatial distributions of annual solar energy. Meanwhile, QIENet is able to capture the impact of various clouds on hourly GHI estimates. More importantly, QIENet does not overestimate ground observations and can also reduce RMSE by 27.51%/18.00%, increase R2 by 20.17%/9.42%, and increase r by 8.69%/3.54% compared with ERA5/NSRDB. Furthermore, QIENet is capable of providing a high-fidelity hourly GHI database with spatial resolution 0.02{\deg} * 0.02{\deg}(approximately 2km * 2km) for many applied energy fields.


翻译:全球水平辐照度(GHI)在估算用于产生可持续绿色能源的太阳能资源中起着关键作用。为获取高空间分辨率的GHI估计值,本文提出了一种名为QIENet的定量辐照度估计网络。具体而言,该网络分别通过循环神经网络(RNN)和卷积运算提取并融合向日葵8号卫星遥感数据的时空特征。QIENet的输入不仅包含遥感数据,还整合了与GHI相关的时间信息(小时、日、月)及地理信息(海拔、经度、纬度)。根据年太阳能量空间分布,推荐将卫星光谱通道B07、B11-B15及时间作为模型输入。同时,QIENet能够捕捉不同云层对逐时GHI估计的影响。更重要的是,QIENet不会高估地面观测值,且相比ERA5/NSRDB,其RMSE降低27.51%/18.00%,R²提升20.17%/9.42%,r提升8.69%/3.54%。此外,QIENet可为众多能源应用领域提供空间分辨率为0.02°×0.02°(约2km×2km)的高保真逐时GHI数据库。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月24日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员