Übersicht der Photovoltaik (PV)-Outdoor-Testanlage
Im Vordergrund steht der Photovoltaik-Teststand, im Hintergrund befinden sich der Teststand für Strahlungssensoren und Wolkenkameras. Zudem finden hier Referenzmessungen verschiedener Strahlungsparameter statt. Die Anlage befindet sich auf der Plataforma Solar de Almería (Eigentümer und Betreiber: CIEMAT).
Photovoltaik-Teststand mit verschiedenen Verschmutzungsmessgeräten
Symmetrisch aufgebauter Photovoltaik-Teststand mit verschiedenen Verschmutzungsmessgeräten auf CIEMAT's Plataforma Solar de Almería. Links befinden sich die gereinigten PV-Modulen, rechts die verschmutzten.
Teststand für Messsysteme der Solarstrahlung und Wolkenkameras mit Referenzmessungen der Globalstrahlung, Direktstrahlung, Diffusstrahlung und Zirkumsolarstrahlung. Der Teststand befindet sich auf CIEMAT's Plataforma Solar de Almería.
An der Photovoltaik-Outdoor-Testanlage (PVot) auf der Plataforma Solar de Almería entwickelt das DLR Monitoring- und Vorhersagemethoden für Photovoltaik (PV) unter realitätsnahen Bedingungen. Im Fokus stehen dabei die Erkennung und Vorhersage von Verschmutzung (Soiling) der PV-Module und die Bestimmung der vorder- und rückseitigen Einstrahlung sowie der Albedo.
Bei genauer Kenntnis der aktuellen und zukünftigen Verschmutzung von PV-Modulen lassen sich Reinigungspläne und -methoden optimieren. Dies reduziert die Betriebskosten von Photovoltaik (PV)-Anlagen. Einen weiteren Schwerpunkt unserer Forschung bildet die Untersuchung und Entwicklung von Strahlungsmesssystemen, welche die Planung und den Betrieb von PV-Anlagen unterstützen. Solche Messsysteme ermöglichen eine optimale Anlagenplanung und dienen der genauen Zustandsüberwachung von Photovoltaik-Kraftwerken. Damit tragen die Messungen zur schnellen Erkennung und Behebung von Störungen und Alterung von Kraftwerkskomponenten bei.
Das DLR-Institut für Solarforschung entwickelt, betreibt und bewertet an der PVot-Testanlage Messsysteme zur Erkennung von Verschmutzung. Für die Referenzmessung sind täglich gereinigte PV-Module und ungereinigte PV-Module paarweise aufgebaut, welche jeweils einzeln betrieben werden (über Mikroinverter oder I-V-Curve-Tracer am Maximum-Power-Point). Die Forschenden vergleichen die Leistung von ungereinigten und gereinigten Modulen, um eine genaue Referenz des Verschmutzungsgrades der ungereinigten PV-Module abzuleiten. Sie nutzen auch Überwachungskameras, die am Teststand installiert sind sowie Drohnen mit Kameras, um Eingangsdaten für praxistaugliche Ansätze zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades zu erfassen. Neben kamerabasierten Methoden für flächenaufgelöste Messungen entwickeln und bewerten sie zudem kompakte Messsysteme. Für die Entwicklung von Verschmutzungsmodellen und -vorhersagen erfassen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Messwerte der Partikelkonzentration, des Niederschlags, der Windgeschwindigkeit, der Lufttemperatur und -feuchtigkeit.
Um PV-Anlagen genau zu überwachen, sind Daten zur Solarstrahlung in der Modulebene erforderlich, einschließlich der Modulrückseite bei bifazialen (beidseitigen) PV-Modulen. Das Institut für Solarforschung betreibt entsprechende Messstände, um praxistaugliche Messanordnungen und Messsysteme für die Solarstrahlung in PV-Anlagen zu entwickeln und zu beurteilen. Die Forschenden vergleichen und bewerten am PVot-Teststand auch kommerzielle Messsysteme der Diffusstrahlung sowie das DLR-eigene PyranoCam-Messsystem.
Die Messstände umfassen unter anderem:
Mehrere Referenzzellen und Pyranometer in der Modulebene (Vorder- und Rückseite)
Albedo-Messung
Sonnentracker für breitbandige Direkt-, Diffus- und Globalstrahlung
