Entwicklung und Validierung eines wolkenkamerabasierten Systems zur Echtzeiterstellung solarer Einstrahlungskarten

Abstract

Bei konzentrierenden Solarkraftwerken kann ein Forecasting dafür eingesetzt werden, den optimalen Startzeitpunkt zu ermitteln. Dieser ist generell über den Sonnenstand sehr gut vorhersagbar. Bei stark bewölktem Himmel kann sich dieser jedoch signifikant verschieben. Bei Solarkraftwerken ist es notwendig, einige Komponenten (v. a. Turbine) vor dem Betrieb rechtzeitig aufzuwärmen. Das Starten der Aufwärmphase kann mit einem geeigneter Vorhersage zum optimalen Zeitpunkt erfolgen. Während des Betriebs kann durch das Forecasting der Wolkendurchzug und somit die Verschattung des Kollektorfeldes vorhergesagt werden. Durch die Abschattung eines Kollektors / Heliostaten kann das Wärmeträgerfluid keine weitere thermische Energie aufnehmen oder leicht auskühlen. Durch die Anpassung von Kraftwerksparametern kann der Betrieb optimiert werden, indem zum Beispiel die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgerfluids energetisch optimal angepasst wird. Ein Vorhersagehorizont von bis zu 2 Stunden kann für diese Aufgaben nach [PUL08] als ausreichend angesehen werden. Ein weiterer Vorteil eines Forecasting bietet sich in der Planung der Wartungs- oder Instandhaltungsintervalle an. Längerfristige Aufgaben im Kraftwerk können so geplant werden, dass sie in sonnenschwachen Zeiten durchgeführt werden. Hierzu zählen Reparaturen oder Wartungsintervalle von betriebswichtigen Komponenten, bei denen mehrere Tage oder Wochen notwendig sind.