En février 2018, nous avons fait un blog sur l'avenir des prévisions solaires avec le nouveau satellite GOES-16 de la NOAA/NASA. Le lancement du satellite GOES-17 était porteur de promesses similaires, mais sa mise en ligne s'est avérée problématique pour la NOAA/NASA - et a fourni quelques rides à ceux qui utilisent les données du satellite.

Aujourd'hui, nous partageons l'histoire de GOES-17 et expliquons comment les clients de SolarAnywhere® bénéficient désormais de l'imagerie améliorée qu'il fournit.

Les images satellites alimentent les données de SolarAnywhere

Deux satellites opérationnels couvrent l'Amérique du Nord et du Sud à tout moment, un pour la région Est (GOES-East, alias GOES-16) et un pour l'Ouest (GOES-West, alias GOES-17). Ensemble, GOES-16 et GOES-17 permettent aux météorologues et climatologues d'accéder à de nouvelles données à plus haute résolution dans tout l'hémisphère occidental.

SolarAnywhere utilise des images visibles et infrarouges (IR) provenant des deux satellites pour mesurer et prévoir l'irradiance solaire. La qualité et la fiabilité des images ont un impact sur SolarAnywhere. La construction d'une plate-forme logicielle robuste autour de ces données est essentielle pour offrir qualité et fiabilité aux utilisateurs de SolarAnywhere.

Mise en ligne du GOES-17

GOES-17 devait devenir le satellite opérationnel GOES-West en 2018, en remplacement de GOES-15. Cependant, un problème avec GOES-17 a été découvert deux mois après le lancement. Les données des canaux infrarouges (IR) étaient fortement dégradées en raison d'un dysfonctionnement du système de refroidissement du satellite. La chaleur du rayonnement solaire frappant le satellite à certaines heures de la journée a perturbé le fonctionnement du principal capteur du satellite. Le succès de ce programme de plusieurs milliards de dollars était en suspens pendant que les ingénieurs du projet cherchaient des solutions.

Heureusement, cet effort a été couronné de succès. Après 10 mois, en février 2019, GOES-17 a été déclaré satellite opérationnel GOES-West. (L'histoire de la façon dont les ingénieurs de la NOAA, de Harris Corp. et d'autres entreprises ont sauvé GOES-17 est une excellente lecture).

Selon les ingénieurs du projet GOES-17, le capteur principal fournira 97 % des données prévues au cours d'une année. Cela laisse encore trois pour cent des données inutilisables, et une partie dégradée. Pour donner aux utilisateurs le temps d'évaluer le nouveau satellite et d'effectuer la transition, la NOAA/NASA a maintenu le GOES-15 en parallèle jusqu'en janvier 2020.

Fournir des données SolarAnywhere de qualité avec GOES-17

Il serait facile de qualifier ces 3 % de négligeables et de passer à autre chose. Mais pour les clients qui font confiance à SolarAnywhere pour fournir les données et les prévisions solaires les plus précises, quelques pour cent peuvent avoir des conséquences financières importantes. C'est dans cet esprit que notre équipe s'est efforcée d'évaluer et d'atténuer l'impact du dysfonctionnement de GOES-17 sur nos clients.

SolarAnywhere utilise les données infrarouges de deux manières principales. Tout d'abord, pour distinguer la neige des nuages, qui sont tous deux blancs en lumière visible. Deuxièmement, pour les prévisions avant l'aube, où l'infrarouge est utilisé pour suivre le mouvement des nuages avant le lever du soleil.

La dégradation des données IR dépend de la façon dont le soleil frappe le satellite, qui est fonction de plusieurs orbites et de l'orientation du satellite lui-même. Cela signifie que le moment de la dégradation est prévisible. Le pic de saturation est estimé se produire le 26 février, le 13 avril, le 30 août et le 16 octobre à environ 13h00 UTC. Cela correspond à 5 heures du matin, heure du Pacifique, pendant les saisons intermédiaires, exactement au moment où les prévisions avant l'aube sont nécessaires pour prévoir l'impact du solaire sur le réseau électrique occidental.

Après avoir cerné le problème, nous avons testé la précision des prévisions en utilisant une série d'entrées et de calibrations du modèle. Il s'agissait notamment de combinaisons de bandes IR (il y en a six, dont certaines sont plus sensibles à la surchauffe selon la partie du spectre électromagnétique qu'elles couvrent) et de drapeaux de contrôle de la qualité. Grâce à ces efforts, nous avons pu maintenir les prévisions avant l'aube basées sur GOES-17 au même niveau que celles générées par GOES-15.

Nous avons également examiné la précision historique de l'irradiance, et nous avons ici d'excellents résultats à partager. L'irradiance SolarAnywhere dérivée de GOES-17 est systématiquement plus précise que jamais. Nous pensions que c'était le cas parce que l'amélioration de la navigation réduit la gigue sur la nouvelle génération de satellites, comme nous l'avions constaté avec GOES-16, comme le montre la figure 1.

Figure 1 : Comparaison de GOES-13 et GOES-16
Performance moyenne par millésime
Performance moyenne par millésime
Les boucles d'images du GOES-16 (à droite) et de son prédécesseur, le GOES-13 (à gauche), pour le même lieu et la même heure, montrent la meilleure stabilité des nouveaux satellites.

Nous pouvons maintenant le prouver. La figure 2 montre les résultats d'une analyse de six stations de référence de l'ouest des États-Unis sur une période de huit mois. L'analyse a révélé que l'erreur quadratique moyenne sur une demi-heure des données dérivées de SolarAnywhere GHI GOES-17 était inférieure de 4 % à celle des données dérivées de GOES-15.

Exploitation de GOES-17 pour des données solaires plus précises

La diligence raisonnable terminée, nous avons effectué une transition transparente de tous les services opérationnels de SolarAnywhere pour la région GOES-West vers GOES-17 le 2 décembre 2019. Sans heurt est le mot clé ici-SolarAnywhere sert maintenant les clients qui gèrent plus de 10 GW de projets solaires en exploitation, plus de 20 millions d'appels API annuels et des données à la demande mises à jour au jour le jour via notre site Web. La seule chose que ces clients verront de la saga du capteur infrarouge GOES-17, ce sont des données plus précises.

Si vous avez des questions sur nos services de données opérationnelles, veuillez nous contacter.