Wolken-Transmissionsgrad-Zuweisung für ein räumlich hochaufgelöstes Echtzeit DNI Karten-Kurzzeitprognose-System

Abstract

Kurzzeitprognosen der Solarstrahlung für die nächsten 15 Minuten bergen ein großes Potenzial zur Betriebsoptimierung von solarthermischen Kraftwerken, PV-Systemen als auch des Netzbetriebs. Kameragestützte Prognosesysteme erfuhren in den letzten Jahren einen signifikanten Entwicklungsschub, begünstigt durch die Verfügbarkeit von günstigen hochauflösenden Kameras, der Fortschritte bei den verfügbaren Speicher- und Rechenkapazitäten und dem stetigen Wachstum des solaren Anteils im weltweiten Energiemix. Das Potenzial für räumlich aufgelöste Kurzzeitprognosen der Globalstrahlung wurde u.a. in [1] untersucht. [2] und [3] beschreiben Methoden für Direktstrahlungsprognosen, welche bis zu vier unabhängige 2D Wolkenschichten berücksichtigen. In [4] werden zwei Kameras mit Fischaugenobjektiven für eine detaillierte 3D Wolken-Photogrammmetrie eingesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Echtzeit- kurzzeitprognose-System für räumlich hochaufgelöste (5mx5m) DNI Karten basierend auf zwei bis vier Standard Überwachungskameras (Mobotix Q24 oder Q25) entwickelt [5]. Im vorgestellten System wird jede sichtbare Wolke als individuelles 3D Objekt in einem virtuellen Raum modelliert. Jedem Wolkenobjekt im Raum werden die Attribute Höhe, Position, Dicke und Transmissionsgrad zugewiesen. Ein individueller Bewegungsvektor wird für jedes Wolkenobjekt ermittelt. Mittels dieses Systems können Kurzzeitprognosen der Direktstrahlung (DNI) auch bei komplexen mehrschichtigen Wolkenzugsbedingungen erstellt werden.