Kurz‐ und mittelfristige Einstrahlungsprognosen für Photovoltaikanlagen basierend auf Wettervorhersagen

Photovoltaik, Sonneneinstrahlung, Energieertrag

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Technik
Ringstr. 94
32427 Minden

Projektleitung
Prof. Dr. Frank U. Hamelmann, FB Technik
Tel.: 0571-8385 183
frank.hamelmann@fh-bielefeld.de

Vertretung
Prof. Dr. Grit Behrens, FB Technik
Tel.: 0571-8385 184
grit.behrens@fh-bielefeld.de

Projektbeteiligung
Storm Energy; Forschungszentrum Jülich; NextEnergy Oldenburg

Laufzeit
05/2013 - 12/2015

Projektförderung
Fachhochschule Bielefeld - hochschulinterner Forschungsfonds

Kurzbeschreibung
Im Rahmen des Projektunterrichts Web-Engineering wurde im laufenden Semester im Studiengang Informatik am Campus Minden ein erster Ansatz für eine webbasierte Software entwickelt, mit der für einen beliebigen Standort anhand von frei verfügbaren Wettervorhersagediensten die Stromerzeugung von PV-Anlagen prognostiziert werden kann. Die Zeitauflösung der Ertragsprognose ist dabei gekoppelt an die Zeitauflösung der Wettervorhersagen, des berechneten Sonnenstandes, sowie der Ausrichtung, der Nennleistung und dem Wirkungsgrad der PV-Anlage. Die ermittelten Werte stellen dabei einen Mittelwert für ein Zeitintervall von mehreren Stunden dar.

Einstrahlungsprognosen


Bild:Webbasiertes Programm zur Vorhersage der Eträge von PV-Anlagen

In dem beantragten Projekt soll dieser Ansatz weiterverfolgt werden. Zunächst müssen hierzu die Prognosen verifiziert werden, in dem sie mit den späteren tatsächlich vorliegenden Einstrahlungen verglichen werden. Hierzu kann die bereits im Aufbau befindliche Wetterstation am FB Technik verwendet werden. Eine Aufrüstung dieser Station zur Erfassung der direkten und diffusen Sonnenstrahlung ermöglicht eine wesentliche Verfeinerung des Modells zur Erzeugung des PV-Stroms, da die diffuse Strahlung von unterschiedlichen PV-Modulen unterschiedlich gut verwertet werden kann. Zur weiteren Verbesserung der Prognosen sollen kostenpflichtige Wettervorhersagen mit höherer Zeitauflösung in das Programm eingebunden werden. Um auch extreme Leistungssprünge bei Durchzug einzelner Wolken erfassen zu können, wird eine Auswertung von Satellitendaten implementiert werden müssen, bei der die Richtung der Wolkenbewegung interpoliert werden muss. In diesem Projekt sollen die bereits eingearbeiteten Studierenden die Möglichkeit erhalten, ihre Arbeit als studentische Hilfskräfte fortführen zu können. Weitere ergänzende Arbeiten zu diesem Thema werden im Rahmen des Projektunterrichts im Studiengang Informatik, sowie im Modul "Projekt Angewandte Wissenschaft" in den praxisintegrierten Studiengängen am FB Technik durchgeführt.
Das Projekt soll dazu dienen, im Bereich Einstrahlungsprognosen für Photovoltaikanlagen ein Niveau zu erreichen, auf dem zusammen mit den genannten Kooperationspartnern Drittmittelanträge auf nationaler und internationaler Ebene gestellt werden können.

Die bisher fertiggestellte Software für Ertragsprognosen berechnet die zukünftigen Leistungswerte basierend auf den aktuell prognostizierten Wetterdaten. Diese Wetterdaten werden bisher gesammelt und mit den aktuellen Leistungswerten von bestehenden Anlagen verifiziert. Dadurch soll eine qualitative Aussage über die Verwertbarkeit der Daten getroffen werden.