Fraunhofer ISE ermittelt Einfluss der Wolken auf Photovoltaik-Erzeugung

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Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE untersucht gemeinsam mit Partnern im Verbundprojekt »MetPVNet« die Auswirkungen von Wolken auf die Sonneneinstrahlung und die Stromproduktion von Photovoltaik-Anlagen. Der vollständige Titel des Verbundvorhabens lautet „Entwicklung innovativer satellitengestützter Methoden zur verbesserten PV-Ertragsvorhersage auf verschiedenen Zeitskalen für Anwendungen auf Verteilnetzebene“. Hintergrund ist, dass mit einem steigenden Anteil der Photovoltaik-Erzeugung ein effektiveres Management der Stromnetze an die wetterabhängige Einspeisung erforderlich ist, wie die Freiburger Wissenschaftler am Mittwoch veröffentlichten. Mit verbesserten Vorhersagen von wetterbedingten Schwankungen bei der Stromproduktion einzelner Photovoltaik-Anlagen lasse sich der Ausbau besser planen und der Betrieb optimieren, erklärte Projektleiterin Stefanie Meilinger, Professorin am Internationalen Zentrum für Nachhaltige Entwicklung (IZNE) der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS). Die Hochschule koordiniert die Arbeiten des Konsortiums.

Noch im September plant das Fraunhofer ISE nach eigenen Angaben eine Messkampagne an verschiedenen Standorten im Allgäu. Damit sollten neue energiemeteorologische Methoden und Computermodelle entwickelt werden, die eine bessere Vorhersage der Photovoltaik-Einspeisung ins Stromnetz ermöglichten. Die Messergebnisse sollen die Basis für die Modellierung zweier wichtiger Prozesse schaffen: zum einen die natürliche Einstrahlung des Sonnenlichts in Abhängigkeit von der Wettersituation und andererseits die Stromerzeugung je nach technischen Werten der Anlage. Es wird zwei große und 20 kleine Messstationen in und um Kempten geben, wie es weiter hieß.

Zum Einsatz kämen bei den Messungen unter anderem ein Spektrometer zur Strahlungsmessung, eine Wolkenkamera und ein Solar-Tracker, der sich nach der Sonne ausrichtet und unterschiedliche Vergleichsmessungen vornimmt. So könnten die Wissenschaftler die Energieausbeute bei bewölktem Himmel und bei voller Sonneneinstrahlung bestimmt und mit Hilfe von Strahlungsübertragungsrechnungen Rückschlüsse ziehen, wie stark beispielsweise Aerosolpartikel und Wolken in der Luft die Sonnenenergie dämpfen.

Bei den Messkampagnen kommen Sensoren des Fraunhofer ISE zum Einsatz. Die Freiburger Wissenschaftler seien aber vornehmlich mit der Entwicklung von zwei Modellen beschäftigt, mit den Photovoltaik-Anlagen künftig als Sensor für die eintreffende Solarstrahlung eingesetzt werden können. „Gelingt es uns, diese Messungen als Indikator für die solare Strahlung im Projekt zu nutzen, können wir das sehr dünne Netz an Wetterstationen erheblich erweitern und mittelfristig Wetterprognosen für ‚den Fußgänger‘ oder die solare Stromerzeugung verbessern«, erklärt Sven Killinger, Senior Scientist am Fraunhofer ISE.

An dem Projekt mit einer Laufzeit bis Ende Oktober 2020, das mit zwei Millionen Euro vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird, seien auch Experten aus der Atmosphärenforschung beteiligt. Zu den Verbundpartnern gehören neben der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg und dem Fraunhofer ISE unter anderem auch Tropos, die Universität Heidelberg, das DLR, das Fraunhofer IEE und egrid.

Anmerkung der Redaktion: Der Artikel ist am 17.9.2018 aktualisiert worden nach zusätzlichen Informationen durch die Projektleiterin Stefanie Meilinger.