Estimasi Radiasi Matahari di Indonesia Menggunakan Data Citra Satelit Himawari-8

Abstract

Radiasi matahari memainkan peran penting dalam sistem energi global. Radiasi matahari yang diperoleh dari citra satelit berguna untuk evaluasi sumber daya matahari dan penelitian perubahan iklim tanpa kendala spasial. Satelit meteorologi geostasioner generasi baru Himawari-8 dengan resolusi spasial dan temporal yang lebih tinggi memberikan metode baru untuk memperoleh radiasi matahari dengan akurasi yang lebih tinggi. Pengetahuan yang tepat tentang radiasi matahari global diperlukan di setiap lokasi. Tetapi pada kenyataannya pengukuran radiasi matahari global permukaan di berbagai lokasi di dunia sangat terbatas, demikian halnya dengan pengamatan radiasi matahari permukaan di Indonesia. Penelitian ini akan dibahas analisis untuk mendapatkan estimasi radiasi matahari permukaan di seluruh wilayah Indonesia yang tepat dan akurat, dengan resolusi spasial maupun temporal yang lebih baik. Penggunaan produk awan dari satelit Himawari-8, kami menerapkan algoritma Jun Li yang ditingkatkan untuk memperkirakan radiasi matahari rata-rata instantaneous dan per jam. Validasi menggunakan Automatic Solar Radiation Station (ASRS) menghasilkan RMSE instantaneous sebesar 177,4 Wm-2 ; MBE sebesar 42,9 Wm-2 , dan R sebesar 0,83. Sedangkan untuk hasil estimasi radiasi matahari produk Himawari-8 sendiri adalah RMSE = 184,9 Wm-2 ; MBE = 51,9 Wm-2 ; dan R = 0,83. Untuk RMSE skala perjam 82,0 Wm-2 ; MBE sebesar 20,9 Wm-2 ; dan R sebesar 0,97. Sedangkan untuk estimasi radiasi matahari produk Himawari-8 perjam RMSE, MBE, dan R adalah 86,1 Wm-2 ; 24,4 Wm-2 ; dan 0,96. Adapun karakteristik diurnal masingmasing titik pengamatan dipengaruhi oleh banyak faktor. Tren pada pagi hari dan sore hari terlihat berhimpitan, tetapi disaat siang hari berbeda sekali. Secara umum lebih baik dari produk SSR Himawari-8 dengan asumsi yang telah ditetapkan. Secara keseluruhan, algoritma yang ditingkatkan menunjukkan kinerja yang baik dengan akurasi dan efisiensi tinggi pada satelit geostasioner generasi baru dan akan berkontribusi pada studi proses permukaan dan penerapan teknologi fotovoltaik. Dengan keterbatasan yang ada penelitian ini sebagai awal dalam pemanfaatan estimasi radiasi matahari di Indonesia dengan menggunakan data citras satelit Himwari-8.

Solar radiation plays an important role in the global energy system. Solar radiation obtained from satellite imagery is useful for evaluating solar resources and researching climate change without spatial. The new generation Himawari-8 geostationary meteorological satellite with higher spatial and temporal resolution provides a new method for obtaining solar radiation with higher accuracy. Precise knowledge of global solar radiation is required at each location. But in reality, the measurement of surface global solar radiation in various locations in the world is very limited, as is the case with observations of surface solar radiation in Indonesia. This research will discuss analysis to obtain precise and accurate estimates of surface solar radiation in all regions of Indonesia, with better spatial and temporal resolution. Using cloud products from the Himawari-8 satellite, we apply the improved Jun Li algorithm to estimate the instantaneous and hourly average solar irradiance. Validation using the Automatic Solar Radiation Station (ASRS) resulted in an instantaneous RMSE of 177,4 Wm-2; MBE is 42,9 Wm-2, and R is 0,83. Meanwhile, the estimation of solar radiation from Himawari-8 itself is RMSE = 184,9 Wm-2; MBE = 51,9 Wm-2; and R = 0,83. For RMSE hourly scale 82,0 Wm-2; MBE of 20,9 Wm-2; and R of 0,97. Meanwhile, the estimated solar radiation for Himawari-8 per hour RMSE, MBE, and R is 86,1 Wm-2; 24,4 Wm-2; and 0,96. The diurnal characteristics of each observation point are influenced by many factors. Trends in the morning and evening seem to coincide, but during the day it is very different. In general, it is better than the Himawari-8 SSR product with predefined assumptions. Overall, the improved algorithm shows good performance with high accuracy and efficiency on new-generation geostationary satellites and will contribute to the study of surface processes and the application of photovoltaic technology. Overall, the improved algorithm shows good performance with high accuracy and efficiency on the new generation of geostationary satellites and will contribute to the study of surface processes and the application of photovoltaic technology. With the limitations that exist, this research is the beginning of the utilization of solar radiation estimation in Indonesia using the Himwari-8 satellite imagery data.