Entwicklung eines Schattenkamera-basierten Nowcasting-Systems für die Solarindustrie

Abstract

In dieser Arbeit wird ein neuartiges System zur Vorhersage von räumlich aufgelösten Einstrahlungskarten entwickelt und validiert. Dazu werden die Bilder der sogenannten Schattenkamera auf der Plataforma Solar de Almeria verwendet. diese besteht aus sechs auf einem Turm installierten Kameras, deren Bilder zu einem Orthobild zusammengesetzt werden. durch einen Vergleich mit Referenzbildern werden im Orthobild die Wokenschatten segmentiert und zusammen mit Referenzmessungen Einstrahlungskarten erzeugt. Zum Bestimmen der Geschwindigkeit der segmentierten Wolkenschatten werden drei Methoden entwickelt, die mit mehreren State-Of-The-Art-Trackern kombiniert werden. Mittels der Geschwindigkeiten und der aktuellen Einstrahlungskarte werden Einstrahlungskarten für zukünftige Zeitpunkte berechnet. Um die beste Konfiguration des Schattenkamerasystems zu finden, wird eine Validierung anhand von drei Referenzstationen über 16 Tage durchgeführt. Nach demselben Verfahren wird das so konfigurierte Schattenkamerasystem anhand eines Datensatzes von 22 Tagen mit einem State-Of-The-Art Wolkenkamerasystem verglichen. Die Abweichung der vorhersage ist beim Schattenkamerasystem geringer als beim verwendeten Wolkenkamerasystem. Die Wurzel aus der mittleren quadratischen Abweichung (RMSD) liegt beim Schattenkamerasystem für eine Vorlaufzeit von 2 Minuten bei 16 Prozent und ist damit um ein Drittel niedriger als beim Wolkenkamerasystem.