elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Cloud height measurement by a network of all-sky-imagers

Blum, Niklas und Nouri, Bijan und Wilbert, Stefan und Schmidt, Thomas und Lünsdorf, Ontje und Stührenberg, Jonas und Heinemann, Detlev und Kazantzidis, Andreas und Pitz-Paal, Robert (2020) Cloud height measurement by a network of all-sky-imagers. Atmospheric Measurement Techniques Discussions (AMTD), Seiten 1-29. Copernicus Publications. doi: 10.5194/amt-2020-430. ISSN 1867-8610.

[img] PDF - Preprintversion (eingereichte Entwurfsversion)
11MB

Offizielle URL: https://amt.copernicus.org/preprints/amt-2020-430/

Kurzfassung

Cloud base height (CBH) is an important parameter for many applications such as aviation, climatology or solarirradiance nowcasting (forecasting for the next seconds to hours ahead). The latter application is of increasing importance tooperate distribution grids as well as photovoltaic power plants, energy storage systems and flexible consumers.To nowcast solar irradiance, systems based on all-sky-imagers (ASIs), cameras monitoring the entire sky dome above theirpoint of installation, have been demonstrated. Accurate knowledge of CBH is required to nowcast the spatial distribution of5solar irradiance around the ASI’s location at a resolution down to5 m. Two ASIs located at a distance of usually less than6 kmcan be combined into an ASI-pair to measure CBH. However, the accuracy of such systems is limited. We present and validatea method to measure CBH using a network of ASIs to enhance accuracy. To the best of our knowledge, this is the first methodto measure CBH by a network of ASIs which is demonstrated experimentally.In this study, the deviations of 42 ASI-pairs are studied in comparison to a ceilometer and characterized by camera distance.10The ASI-pairs are formed from seven ASIs and feature camera distances of0.8...5.7 km. Each of the 21 ASI-tuples formedfrom seven ASIs yields two independent ASI-pairs as the ASI used as main and auxiliary camera respectively is swapped.Deviations found are compiled into conditional probabilities telling how probable it is to receive a certain reading of CBHfrom an ASI-pair given that true CBH takes on some specific value. Based on such statistical knowledge, in the inference thelikeliest actual CBH is estimated from the readings of all 42 ASI-pairs.15Based on the validation results, ASI-pairs with small camera distance (especially if<1.2 km) are accurate for low clouds(CBH<4 km). In contrast, ASI-pairs with camera distance of more than3 kmprovide smaller deviations for greater CBH.No ASI-pair provides most accurate measurements under all conditions. The presented network of ASIs at different distancesproves that, under all cloud conditions, the measurements of CBH are more accurate than using a single ASI-pair.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/145340/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Cloud height measurement by a network of all-sky-imagers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Blum, NiklasNiklas.Blum (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1541-7234NICHT 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
Schmidt, Thomasthomas_schmidt (at) posteo.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lünsdorf, OntjeOntje.Luensdorf (at) DLR.DENICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stührenberg, JonasJonas.Stuehrenberg (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinemann, Detlevdetlev.heinemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kazantzidis, Andreasakaza (at) upatras.grNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pitz-Paal, RobertRobert.Pitz-Paal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3542-3391NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 Dezember 2020
Erschienen in:Atmospheric Measurement Techniques Discussions (AMTD)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.5194/amt-2020-430
Seitenbereich:Seiten 1-29
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1867-8610
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cloud height; network; all-sky-imagers; Wolkenkamera; Wolkenhöhe; Netzwerk
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Condition Monitoring
Standort: Köln-Porz , Oldenburg , andere
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, OL
Hinterlegt von: Blum, Niklas
Hinterlegt am:09 Nov 2021 10:36
Letzte Änderung:09 Nov 2021 10:36

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.