EU-Forschungsprojekt Liefert Kostenlose, Minutengenaue Daten Zur Sonneneinstrahlung

Ist es angesichts der Unbeständigkeit des Wetters wirklich möglich, genau vorherzusagen, wann, wo und wie stark die Sonne scheint? Eine Gruppe europäischer Forscher scheint dies zu glauben.

Ein neues EU-finanziertes Forschungsprojekt, MACC II, liefert nun minutengenaue Sonnenstrahlungsdaten mit einer räumlichen Auflösung von 3–5 km für jeden Ort auf dem Planeten von 2004 bis heute. Diese hochauflösenden Daten werden mithilfe eines kürzlich veröffentlichten Klimamodells generiert, das gut (95 % Genauigkeit oder besser) mit tatsächlich gemessenen Daten an verschiedenen Standorten weltweit, einschließlich Australien, übereinstimmt.

Der voll funktionsfähige Datendienst wird noch in diesem Jahr als Teil einer europäischen Informationsinfrastruktur verfügbar sein; Minutenweise Rohdaten für alle globalen Standorte sind jedoch bereits in Beta-Form auf der Website des Projekts verfügbar (kostenlos).

Die Daten werden mithilfe des „Clear Sky“-Modells zur Schätzung der Sonneneinstrahlung erstellt. Neben Informationen zu Wasserdampf und Ozon umfasst das Modell auch beste Schätzungen von Aerosolen, die auf Beobachtungen sowie Computersimulationen basieren. Durch die Kombination dieser Informationen mit Wolkendaten, die aus tatsächlichen Satellitenmessungen stammen, können Wissenschaftler die Strahlung berechnen, die an jedem beliebigen Ort und zu jeder Zeit die Erdoberfläche erreicht.

Obwohl eine Solaranlage bei jeder Menge Licht Strom oder Wärme erzeugt, funktionieren PV-Module (insbesondere Konzentratorsysteme mit Spiegeln) am besten, wenn sie sich in direkter Sichtlinie zur Sonne befinden – viel besser als bei hellen, aber diffusen Bedingungen (z. B (z. B. wenn die Sonne hinter den Wolken steht oder wenn es aufgrund von Rauch oder Luftverschmutzung sehr dunstig ist). Eine Veranschaulichung dieses Effekts finden Sie im Bild unten.

Direkte und diffuse Sonnenstrahlung

Bildnachweis: BrightHub.com

Die meisten Sonnendaten, wie sie beispielsweise vom Bureau of Meteorology erhältlich sind, zeigen typischerweise die globale Strahlung (die sowohl diffuse als auch direkte Strahlung umfasst). Allerdings ist die direkte Komponente wichtiger für die Vorhersage der Leistung von Flach-PV- und Concentrated Solar Power (CSP)-Systemen.

„Prognosen sind wichtig, weil die Projektträger die zukünftige Leistung ihrer Anlage kennen müssen“, sagt Lourdes Ramirez Santigosa, Leiterin der in Madrid ansässigen Solarstrahlungsgruppe bei CIEMAT. „Wenn man weiß, wann der Strom produziert wird, kann man am Markt einen besseren Preis erzielen“, erklärt sie.

Darüber hinaus sind für jede nützliche Vorhersage hochauflösende Daten erforderlich. Wie Ramirez erklärt: „Für die Planung von CSP-Kraftwerken benötigen wir eine mindestens stündliche Auflösung der Sonnenstrahlungsdaten über zehn bis 20 Jahre“, was derzeit nur wenige vorhandene Datenquellen liefern.

Von allen Einflussfaktoren auf die direkte Sonneneinstrahlung haben Wolken den größten Einfluss. Bei klarem Himmel sind jedoch die Aerosoldaten wichtiger, da Aerosole Licht streuen oder sogar absorbieren können, das anschließend für konzentrierende Solarstromsysteme nicht mehr zur Verfügung steht.

Marion Schroedter-Homscheidt, Wissenschaftlerin am Fernerkundungsdatenzentrum des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, sagt, dass die Einbeziehung von Aerosoldaten in Solarprognosemodelle „tatsächlich der nächste Schritt“ ist und vermutet, dass „es die Aerosoldaten sind, an denen die Solarindustrie besonders interessiert ist.“ “.

Ausgestattet mit höherwertigen Daten haben die Forscher ihr Modell optimiert und es mit Messdaten von 11 Standorten auf der ganzen Welt, darunter Alice Springs, verglichen. Das Ergebnis

Die Genauigkeit der durchschnittlichen globalen Strahlung liegt für alle Standorte bei 95 % oder besser (98 % für Alice Springs). Laut Ramirez sind diese Daten „die besten, die für Langzeitbewertungen verfügbar sind“ und witzelt, dass es „Raum für Verbesserungen“ gebe.

Es wird erwartet, dass die Modelle in den nächsten Jahren genauer werden und räumliche Auflösungen von zehn Metern sowie aktuelle Daten liefern können. Dies wird Betreibern von CSP-Anlagen ermöglichen, durch eine bessere Simulation der Temperaturen innerhalb der Solarpaneele und eine Feinabstimmung der Ausrichtung der CSP-Anlagenspiegel maximale Leistung zu gewinnen.

Das Beste daran ist, dass diese Informationen gemeinfrei und zum gleichen Preis wie die Sonnenstrahlung, die unsere PV- und CSP-Systeme antreibt, verfügbar sind – kostenlos!

Bildquelle oben: Worly Parsons