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Bestimmung von Wolkenhöhen für die Kurzfristprognose von Einstrahlungsleistungen für Solarkraftwerke

Wirtz, Marco (2017) Bestimmung von Wolkenhöhen für die Kurzfristprognose von Einstrahlungsleistungen für Solarkraftwerke. Master's, RWTH Aachen.

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Abstract

In dieser Arbeit wird ein innovatives System zur Wolkenhöhenbestimmung untersucht, welches aus einer Wolkenkamera und einem Cloud Shadow Speed Sensor (CSS) besteht. Zur Validierung der Höhenmessungen kommt ein Ceilometer zum Einsatz. Es werden 70 Tage mit unterschiedlichen meteorologischen Bedingungen untersucht. Die Messgenauigkeit der Höhenbestimmung hängt stark von der Art der Wolken, der Wolkenhöhe und der Existenz mehrerer übereinander angeordneter Wolkenschichten ab. Für Wolken mit einer Höhe von bis zu 5000 m beträgt die mittlere quadratische Abweichung (RMSE) zur Ceilometer-Messung 1280 m, die mittlere absolute Abweichung (MAE) 695 m und der BIAS 261 m. Wolken mit scharfer Berandung und geringer Transmissivität begünstigen die Messung. Die Existenz mehrerer Wolkenschichten hat einen negativen Einfluss auf die Messgenauigkeit. Der CSS ermittelt Schattengeschwindigkeiten vorüberziehender Wolken und wird als zentrale Systemkomponente in dieser Arbeit gesondert untersucht. Es wird eine Methodik zur Charakterisierung von Verschattungen entwickelt, die den CSS zu einer multifunktionalen Messeinrichtung erweitert. Ferner werden konkrete Verbesserungen der im CSS implementierten Berechnungsmethoden erarbeitet. Darüber hinaus wird ein alternatives System zur Wolkenhöhenbestimmung entwickelt, welches statt des CSS ein bereits vorhandenes Schattenkamera-System zur Bestimmung der Wolkengeschwindigkeiten verwendet. Für ein bereits existierendes Nowcasting-System, welches auf 4 Wolkenkameras basiert, wird eine Validierung der Wolkenhöhen durchgeführt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/115455/
Document Type:Thesis (Master's)
Title:Bestimmung von Wolkenhöhen für die Kurzfristprognose von Einstrahlungsleistungen für Solarkraftwerke
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Wirtz, MarcoSF-QLFUNSPECIFIED
Date:March 2017
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:155
Status:Published
Keywords:Nowcasting, cloud height estimation, all-sky imager, PSA
Institution:RWTH Aachen
Department:Energietechnik
HGF - Research field:Energy
HGF - Program:Renewable Energies
HGF - Program Themes:Concentrating Solar Thermal Technology
DLR - Research area:Energy
DLR - Program:E SW - Solar and Wind Energy
DLR - Research theme (Project):E - Impact of Desert Environment
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Solar Research > Qualification
Deposited By: Kruschinski, Anja
Deposited On:20 Nov 2017 14:04
Last Modified:31 Jul 2019 20:12

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