Energiemeteorologie

Solarenergie

Solarstrahlung aus Satellitendaten


Quelle: Univ. Oldenburg, Meteocontrol, 2012

© Uni Oldenburg, Meteocontrol (2012)

 

Weltweite StrahlungsmodellierunG

Die für Europa etablierte Methode zur Berechnung der Einstrahlung aus Satellitendaten ist auf die Daten anderer geostationärer Satelliten übertragbar. In dem Projekt PVKLIMA werden Regionen in den USA, Indien, Südafrika, China und Japan betrachtet.


Spektrale Modellierung

Da die reale Effizienz von Dünnschicht- und Multi-Junction-Zellen stark vom Einstrahlungsspektrum abhängt, entwickeln wir Modelle, um reale Spektren aus der atmosphärischen Zusammenstellung und der Wolkendichte zu bestimmen.

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© von Bremen et al. (2009)

Szenarien mit optimaler Nutzung Erneuerbarer Energien

Es sollen zeitlich und räumlich hochaufgelöste Zeitreihen der Stromeinspeisung aus erneuerbaren Energien für Europa und Nordafrika generiert werden (1h, 10km x 10km). Ziel ist die Entwicklung von Optimierungskriterien für den Mix aus Wind- und Solarstrom sowie die räumliche Verteilung der Anlagen.

Hochaufgelöste Daten für Netzmodellierung

Insbesondere für die Planung und Simulation (intelligenter) Stromnetze mit einem hohen Anteil dezentral erzeugter regenerativer Energie untersuchen wir die räumliche und zeitliche Verteilung der Globalstrahlung in höchster Auflösung (1s, <1km x 1km), z.B. in Abhängigkeit von Bewölkung und Wetterlage.

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Solarleistungsprognose


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Wolkenbewegung aus Satellitenbildern

Vorhersagen der Einstrahlung für wenige Stunden im Voraus werden auf Basis von Satellitenbildern durch Berechnung von Wolkenzugsvektoren und Extrapolation der Wolkenbewegung erstellt. Hier werden Methoden zur verbesserten Detektion des Wolkenzugs z. B. durch Anwendung von Infrarot-Bildern untersucht.

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Unsicherheitsinformationen aus Ensemble-Vorhersagen

Für Vorhersagen mehrere Tage im Voraus werden Ensemble-Strahlungsvorhersagen analysiert. Diese enthalten Informationen über die wetterabhängigen Unsicherheiten und über die Vorhersagezuverlässigkeit.

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Statistische Methoden zur Optimierung von Vorhersagen


Statistische Methoden werden zur Verbesserung von Strahlungsprognosen anderer Modelle eingesetzt. Die Schwerpunkte liegen auf Nebelsituationen, die bisher in numerischen Wettermodellen nur unzureichend modelliert werden und auf einer optimierte Kombination verschiedener Modelle in Abhängigkeit vom Vorhersagehorizont.

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PV-Modellierung und regionale Vorhersage

Aus Vorhersagen der Einstrahlung für eine bezüglich Ausrichtung und Konfiguration repräsentative Auswahl von PV-Anlagen werden regionale Vorhersagen der eingespeisten Leistung mit Hilfe von PV-Simulations- und Upscaling-Modellen berechnet.


Kürzestfristprognosen auf Basis von Wolkenkamerabildern

Lokale und hochaufgelöste Vorhersagen mit hoher Aktualisierungsrate können mit Hilfe lokaler Wolkenkameras erstellt werden. Durch Verwendung von Fischaugenobjektiven können Vorhersagehorizonte bis zu 30 Minuten erreicht werden. In diesem Forschungsbereich werden Methoden zur Prozessierung der Kamerabilder zur Strahlungsvorhersage entwickelt und neue Anwendungsfelder untersucht.

Dienstleistungen für Anwender

 

Die Methoden aus den beiden Forschungsbereichen werden in operationelle Prozessketten umgesetzt, in denen auf unterschiedlichen Zeitskalen Datenprodukte berechnet werden. Dies geschieht vor allem für die jüngere Vergangenheit ("gestern") und die nähere Zukunft ("intra-day", "day- ahead"). Besonderes wichtig sind dabei Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Fehlertoleranz.

Auf Basis des langjährigen Satellitendatenbestandes (> 17 Jahre) werden "historische" Strahlungsdatenprodukte vor allem für Standortgutachten erstellt.

Download: Dokumentation der EnMetSOL-Datenbasis