Erstellung von Einstrahlungskarten durch eine Webkamera von einem Bergrücken aus

Abstract

Die Solarthermie beschäftigt sich damit wie die Bestrahlung durch die Sonne zu bündeln ist um Wärme zu produzieren. Für jedes produzierende Gewerbe ist es wichtig, dass die Produktionsrate berechenbar ist. Diese Planbarkeit ist im Bereich der Solarthermie schwierig. Dies liegt daran, dass äußere Faktoren eine große Rolle spielen. Zum Beispiel wird die Produktionsrate gehemmt durch Staub in der Atmosphäre. Besonders groß ist der Einfluss von Wolkenschatten die zu Verschattungen von Teilen der Anlage führen wodurch nicht produziert werden kann. Dies kann bis zu einem gesamten erliegen der Produktion führen. Durch ihre hohe Dynamik und Vielseitigkeit sind die Verschattungen durch Wolken schwer einzuschätzen. Es gibt Wolkenschatten die kaum eine Verschattung am Boden hervorrufen z.B. Zirrus Wolken und somit die Produktion gering bis gar nicht einschränken. Andererseits gibt es Verschattungen bei denen keine Produktion möglich ist z.B. wenn eine geschlossene Wolkendecke sich ausgebildet hat. Um die Planbarkeit der bereitgestellten Wärme zu verbessern wird daran gearbeitet die Bewegung von Wolken und ihre Verschattung vorauszusagen. Sowie aus den Aufnahmen abzuleiten wie hoch die Bestrahlung ist. Ein System dafür ist das Schattenkamerasystem. Bei diesem System werden Aufnahmen vom Boden erstellt. Daraus wird in Echtzeit ermittelt wie stark die Bestrahlung in einem vorher bestimmten Gebiet ist. Das Schattenkamerasystem wurde auf der Plataforma Solar de Almería (PSA) bereits erfolgreich auf einer Fläche von 4 km² erprobt. In dieser Arbeit wird das Verfahren auf eine auszuwertende Fläche von ca. 288 km² angewendet. Hierdurch ergeben sich neue Schwierigkeiten welche in dieser Arbeit untersucht werden. Hierzu zählt die Streuung des Lichtes auf dem Weg zwischen Sonne und Bodenelement. Ebenso zählt dazu die Abschwächung der Bestrahlung zwischen Bodenelement und Kamera.