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Determination of the optimal camera distance for cloud height measurements with two all-sky imagers

Kuhn, Pascal Moritz und Nouri, Bijan und Wilbert, Stefan und Hanrieder, Natalie und Prahl, Christoph und Ramirez-Santigosa, Lourdes und Zarzalejo, L.F. und Schmidt, Thomas und Yasser, Zeyad und Heinemann, Detlev und Tzoumanikas, Panagiotis und Kazantzidis, A. und Kleissl, J. und Blanc, Philippe und Pitz-Paal, Robert (2019) Determination of the optimal camera distance for cloud height measurements with two all-sky imagers. Solar Energy, 179, Seiten 74-88. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2018.12.038. ISSN 0038-092X.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X18312131

Kurzfassung

All-sky imager based systems can be used to measure a number of cloud properties. Configurations consisting of two all-sky imagers can be used to derive cloud heights for weather stations, aviation and nowcasting of solar irradiance. One key question for such systems is the optimal distance between the all-sky imagers. This problem has not been studied conclusively in the literature. To the best of our knowledge, no previous in-field study of the optimal camera distance was performed. Also, comprehensive modeling is lacking. Here, we address this question with an in-field study on 93 days using 7 camera distances between 494 m and 2562 m and one specific cloud height estimation approach. We model the findings and draw conclusions for various configurations with different algorithmic methods and camera hardware. The camera distance is found to have a major impact on the accuracy of cloud height determinations. For the used 3 megapixel cameras, cloud heights up to 12,000 m and the used algorithmic approaches, an optimal camera distance of approximately 1500 m is determined. Optimal camera distances can be reduced to less than 1000 m if higher camera resolutions (e.g. 6 megapixel) are deployed. A step-by-step guide to determine the optimal camera distance is provided.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/125638/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Determination of the optimal camera distance for cloud height measurements with two all-sky imagers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kuhn, Pascal MoritzPascal.Kuhn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9978-5706NICHT SPEZIFIZIERT
Nouri, BijanBijan.Nouri (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9891-1974NICHT SPEZIFIZIERT
Wilbert, StefanStefan.Wilbert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3573-3004NICHT SPEZIFIZIERT
Hanrieder, Natalienatalie.hanrieder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9671-351X141971427
Prahl, Christophchristoph.prahl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8596-9050NICHT SPEZIFIZIERT
Ramirez-Santigosa, LourdesCIEMATNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zarzalejo, L.F.CIEMATNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, ThomasT.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yasser, ZeyadTSK-Flagsol GmBHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinemann, Detlevdetlev.heinemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tzoumanikas, PanagiotisLab. of Atmosph. Physics, Uni Patras, GreeceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kazantzidis, A.Univ. of Patras, Patras, GRNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kleissl, J.University of CalifroniaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Blanc, PhilippeMines ParisTechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pitz-Paal, RobertRobert.Pitz-Paal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3542-3391NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Februar 2019
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:179
DOI:10.1016/j.solener.2018.12.038
Seitenbereich:Seiten 74-88
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:ElServier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:All-sky imagers; Cloud height measurements; Solar nowcasting
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Konzentrierende solarthermische Technologien
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DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Einfluss von Wüstenbedingungen (alt), E - Systemanalyse und Technikbewertung (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse
Hinterlegt von: Kruschinski, Anja
Hinterlegt am:08 Jan 2019 13:02
Letzte Änderung:31 Okt 2023 15:04

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