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Bewertungen für meteorologische Datengrundlagen bei Projektentwicklungen

Meteorologische Messstation auf der PSA (Eigentümer: Forschungszentrum CIEMAT/Spanien). Quelle: DLR

Meteorologische Informationen sind essentiell für den Entwurf, den Betrieb und die Bewertung von Solaranlagen und ihrer Komponenten. Die Abteilung Qualifizierung des Instituts für Solarforschung ermittelt die meteorologischen Parameter, die für Solarkraftwerke relevant sind und analysiert ihren Effekt auf die Leistungsfähigkeit dieser Technologie.

Für die Entwicklung von Solarprojekten werden akkurate Informationen über die solaren Ressourcen eines Standorts benötigt. DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler erarbeiten deshalb Standards und Richtlinien für die Bewertung solarer Ressourcen, um die Qualität der meteorologischen Datengrundlage für Projektentwicklungen zu verbessern.

Die von uns erfassten Parameter sind:

• Solarstrahlungskomponenten: Die Genauigkeit der Solarstrahlungsdaten ist entscheidend für die Genauigkeit der gesamten Effizienzmessung eines Solarkraftwerks und für die Ressourcenanalyse. Um die Fehler von Solarstrahlungsmessungen auf ein Minimum zu beschränken, werden ausgefeilte Sensorkalibrierungen benötigt. Auch die spektrale Verteilung der Solarstrahlung wird modelliert und gemessen.
• Verschmutzungsgrad: Staubablagerungen auf Spiegeln oder Photovoltaikmodulen (PV) reduzieren deutlich die Effizienz der Anlagen. Das TraCS-System ermöglicht regelmäßige Messungen des Verschmutzungsgrads von Spiegeln, um einen Leistungsabfall zu verhindern. Für PV Anwendungen werden ungereinigte Referenzzellen oder PV Module mit gereinigten verglichen. Basierend auf den Messungen werden Verschmutzungsraten modelliert.
• Aerosole/Schwebstaub: Die Einstrahlung, die Verschmutzung und die solare Auslöschung zwischen Heliostat und Empfänger wird zusätzlich von Schwebstaub beeinflusst. Die Abteilung Qualifizierung führt daher regelmäßig Messungen mit einem AERONET Sonnenphotometer, LiDAR-Systemen und Partikelzählern durch.
• Für Kürzestfristvorhersagen und Untersuchungen dynamischer Effekte von Wolken auf die solaren Ressourcen eines Standorts werden ebenfalls LiDAR-Systeme und verschiedene Wolkenkameras genutzt.
• Dynamische Windlast auf Kollektorstrukturen und Receivern: Diese beeinflusst die Effizienz von Solarkraftwerken. Die Abteilung Qualifizierung führt daher Windmessungen mit hoher zeitlicher Auflösung durch.
• Zirkumsolarstrahlung: Die Zirkumsolarstrahlung ist zum größten Teil in der DNI enthalten, wird aber nur teilweise von den Receivern fokussierender Kollektoren aufgenommen. Am Institut für Solarforschung werden deshalb Messtechniken und Modelle entwickelt, um die Zirkumsolarstrahlung zu bestimmen und ihre Auswirkungen auf konzentrierende Kraftwerke zu untersuchen.

Die Servicegebiete im Bereich Strahlungsressourcen im Einzelnen:

• Solarstrahlung
• Nowcasting
• Verschmutzung von Solarkraftwerken
• Andere relevante Parameter