Die Erzeugung von Photovoltaikstrom unterliegt wetterbedingten Schwankungen, deren genaue Vorhersage eine große Herausforderung für den Betrieb der Stromnetze darstellt. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE erforscht daher gemeinsam mit Partnern im Verbundprojekt »MetPVNet« die Auswirkungen von Wolken auf die Sonneneinstrahlung und die Stromproduktion von Photovoltaikanlagen. Im September findet dazu eine Messkampagne an mehreren Standorten im Allgäu statt. Ziel ist die Entwicklung von neuen energiemeteorologischen Methoden und Computermodellen, die eine bessere Vorhersage der Einspeisung aus Photovoltaikanlagen in das Stromnetz erlauben.

Mit der Messkampagne im Allgäu wollen die Projektpartner die Basis für die Modellierung zweier wichtiger Prozesse schaffen: zum einen die natürliche Einstrahlung des Sonnenlichts in Abhängigkeit von der Wettersituation und andererseits die Stromerzeugung je nach technischen Werten der Anlage.

Messungen mit verschiedenen Geräten und Sensoren

Dazu werden zwei umfangreiche Messstationen auf dem Dach der Hochschule Kempten sowie in einem südlich gelegenen Photovoltaik-Park errichtet, ergänzt durch rund 20 weitere kleinere Stationen in und um Kempten. Zum Einsatz kommen u.a. ein Spektrometer zur Strahlungsmessung, eine Wolkenkamera und ein Solar-Tracker, der sich nach der Sonne ausrichtet und unterschiedliche Vergleichsmessungen vornimmt. So können die Energieausbeute bei bewölktem Himmel und bei voller Sonneneinstrahlung bestimmt und mit Hilfe von Strahlungsübertragungsrechnungen Rückschlüsse gezogen werden, wie stark beispielsweise Aerosolpartikel und Wolken in der Luft die Sonnenenergie dämpfen.

Dichteres Netz an Wetterstationen

Das Fraunhofer ISE unterstützt die Messkampagne mit eigenen Sensoren, entwickelt im Projekt aber vornehmlich zwei Modelle, mit denen PV-Anlagen zukünftig als Sensor für die eintreffende Solarstrahlung eingesetzt werden können. »Die inzwischen mehr als 1,7 Millionen PV-Anlagen in Deutschland werden immer häufiger mit Messgeräten ausgerüstet, die es erlauben, ihre Stromerzeugung in Echtzeit zu verfolgen. Gelingt es uns, diese Messungen als Indikator für die solare Strahlung im Projekt zu nutzen, können wir das sehr dünne Netz an Wetterstationen erheblich erweitern und mittelfristig Wetterprognosen für "den Fußgänger" oder die solare Stromerzeugung verbessern«, erklärt Dr. Sven Killinger, Senior Scientist am Fraunhofer ISE. Durch die hohe Anzahl von Messgeräten an PV-Anlagen soll der Einfluss der Bewölkung zeitlich und räumlich hochaufgelöst erfasst werden.