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Validation of an all-sky imager-based nowcasting System for industrial PV plants

Kuhn, Pascal Moritz und Nouri, Bijan und Wilbert, Stefan und Prahl, Christoph und Kozonek, Nora und Schmidt, Thomas und Yasser, Zeyad und Ramirez, Lourdes und Zarzalejo, L.F. und Meyer, Angela und Vuilleumier, L. und Heinemann, Detlev und Blanc, Philippe und Pitz-Paal, Robert (2017) Validation of an all-sky imager-based nowcasting System for industrial PV plants. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, Seiten 1-14. Wiley. doi: 10.1002/pip.2968. ISSN 1062-7995.

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2MB

Offizielle URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pip.2968/full

Kurzfassung

Because of the cloud-induced variability of the solar resource, the growing contributions of photovoltaic plants to the overall power generation challenges the stability of electricity grids. To avoid blackouts, administrations started to define maximum negative ramp rates. Storages can be used to reduce the occurring ramps. Their required capacity, durability, and costs can be optimized by nowcasting systems. Nowcasting systems use the input of upward-facing cameras to predict future irradiances. Previously, many nowcasting systems were developed and validated. However, these validations did not consider aggregation effects, which are present in industrial-sized power plants. In this paper, we present the validation of nowcasted global horizontal irradiance (GHI) and direct normal irradiance maps derived from an example system consisting of 4 all-sky cameras (“WobaS-4cam”). The WobaS-4cam system is operational at 2 solar energy research centers and at a commercial 50-MW solar power plant. Besides its validation on 30 days, the working principle is briefly explained. The forecasting deviations are investigated with a focus on temporal and spatial aggregation effects. The validation found that spatial and temporal aggregations significantly improve forecast accuracies: Spatial aggregation reduces the relative root mean square error (GHI) from 30.9% (considering field sizes of 25 m2) to 23.5% (considering a field size of 4 km2) on a day with variable conditions for 1 minute averages and a lead time of 15 minutes. Over 30 days of validation, a relative root mean square error (GHI) of 20.4% for the next 15 minutes is observed at pixel basis (25 m2). Although the deviations of nowcasting systems strongly depend on the validation period and the specific weather conditions, the WobaS-4cam system is considered to be at least state of the art.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/115452/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Validation of an all-sky imager-based nowcasting System for industrial PV plants
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kuhn, Pascal MoritzPascal.Kuhn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9978-5706NICHT SPEZIFIZIERT
Nouri, BijanBijan.Nouri (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9891-1974NICHT SPEZIFIZIERT
Wilbert, StefanStefan.Wilbert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3573-3004NICHT SPEZIFIZIERT
Prahl, Christophchristoph.prahl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8596-9050NICHT SPEZIFIZIERT
Kozonek, Norasf-qlfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, ThomasCSP ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yasser, Zeyadtsk-flagsol gmbhNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ramirez, LourdesciematNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zarzalejo, L.F.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Meyer, AngelaMeteoswissNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vuilleumier, L.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinemann, Detlevuniversität oldenburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Blanc, Philippemines paristechNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pitz-Paal, RobertRobert.Pitz-Paal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3542-3391NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2017
Erschienen in:Progress in Photovoltaics: Research and Applications
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/pip.2968
Seitenbereich:Seiten 1-14
Verlag:Wiley
ISSN:1062-7995
Status:veröffentlicht
Stichwörter:all‐sky imager, grid integration, nowcasting systems, photovoltaic, plant control, solar nowcasting
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Konzentrierende solarthermische Technologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Einfluss von Wüstenbedingungen (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Hinterlegt von: Kruschinski, Anja
Hinterlegt am:21 Nov 2017 17:28
Letzte Änderung:02 Nov 2023 13:06

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