28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 11
Solare Einstrahlung: Potentiale und Vorhersagbarkeit
des Solarenergieangebotes in Niedersachsen
Elke LorenzUniversität Oldenburg, Institut für Physik
Abteilung Energie- und HalbleiterforschungAG Energiemeteorologie
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Wozu Strahlungsinformation?
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Konventionelle Energiewandlung: Verfügbarkeit des Brennstoffs im Kraftwerk gesichert und bekannt
Wozu Strahlungsinformation?
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 4
Wozu Strahlungsinformation?
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 5
Wozu Strahlungsinformation?
Erneuerbare Energien: Schnittstelle zwischen „Brennstoff“ und Kraftwerk nicht steuerbar
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 6
Wozu Strahlungsinformation?
Strahlungsinformation: Basis für Planung und Betriebvon Solarenergiesystemenund Energiesysteme mit hohem solaren Anteil
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 7
ÜberblickPotential des Solarenergieangebots in Niedersachsen
Einstrahlung
Dach – und Freiflächenpotentiale
verteilte Erzeugung: räumliche Ausgleichseffekte
Vorhersage von Solarleistung
Netzintegration von PV-Strom
Verfahren zur PV- Leistungsvorhersage
Genauigkeit von PV- Leistungsvorhersagen
Zusammenfassung
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 8
Einstrahlungspotential
langjährige Mittelwerte
Mittlere Jahressumme der horizontalen Einstrahlung kWh/m2
1995-2009
Universität Oldenburg und meteocontrol GmbH
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 9
Einstrahlungspotential
langjährige Mittelwerte
hohe räumliche Auflösungdurch Nutzung von Satellitendaten
Mittlere Jahressumme der horizontalen Einstrahlung kWh/m2
1995-2009
Universität Oldenburg und meteocontrol GmbH
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 10
Einstrahlungspotential
langjährige Mittelwerte
hohe räumliche Auflösungdurch Nutzung von Satellitendaten
in Niedersachsen:950- 1050kWh/m2
Universität Oldenburg und meteocontrol GmbH
Mittlere Jahressumme der horizontalen Einstrahlung kWh/m2
1995-2009
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 11
Einstrahlungspotential
langjährige Mittelwerte
hohe räumliche Auflösungdurch Nutzung von Satellitendaten
in Niedersachsen:950- 1050kWh/m2
Mittlere Jahressumme der horizontalen Einstrahlung kWh/m2
1995-2009
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
jährlicher Stromverbrauch in Niedersachsen, geschätzt:10% des Deutschen Verbrauches von 600 TWh 60 TWh(Begründung: 10% der Einwohner von D sind Niedersachsen. Stromverbrauch ist eher kleiner als 60 TWh/a weil unterdurchschnittlich viel Industrie in Nds.)
Basisdaten: Stromverbrauch und -erzeugung in Niedersachsen
Brendel, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
jährlicher Stromverbrauch in Niedersachsen, geschätzt:10% des Deutschen Verbrauches von 600 TWh 60 TWh(Begründung: 10% der Einwohner von D sind Niedersachsen. Stromverbrauch ist eher kleiner als 60 TWh/a weil unterdurchschnittlich viel Industrie in Nds.)
Kraftwerksbestand (2008): 10 GW
Stromerzeugung in Niedersachen bei 100% Auslastung:87 TWh/a
Basisdaten: Stromverbrauch und -erzeugung in Niedersachsen
Brendel, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
jährlicher Stromverbrauch in Niedersachsen, geschätzt:10% des Deutschen Verbrauches von 600 TWh 60 TWh(Begründung: 10% der Einwohner von D sind Niedersachsen. Stromverbrauch ist eher kleiner als 60 TWh/a weil unterdurchschnittlich viel Industrie in Nds.)
Kraftwerksbestand (2008): 10 GW
Stromerzeugung in Niedersachen bei 100% Auslastung:87 TWh/a
Niedersachsen ist vermutlich ein „Stromexportland“
Basisdaten: Stromverbrauch und -erzeugung in Niedersachsen
Brendel, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Brendel, 2011Quelle: Photon, Februar 2011, p. 133
PV in Niedersachsen1.36 GWpeak PV installiert
(Platz 4 in Deutschland)
Installierte Leistung in MW pro Bundesland bis 10/2010
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Brendel, 2011Quelle: Photon, Februar 2011, p. 133
PV in Niedersachsen1.36 GWpeak PV installiert
(Platz 4 in Deutschland)
171 Wpeak pro Einwohner
Installierte Leistung in MW pro Bundesland bis 10/2010
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Brendel, 2011Quelle: Photon, Februar 2011, p. 133
PV in Niedersachsen1.36 GWpeak PV installiert
(Platz 4 in Deutschland)
171 Wpeak pro Einwohner
Stromerzeugung:1.1 TWh/a
1.8% des Verbrauchs
1.3% der Erzeugung
Installierte Leistung in MW pro Bundesland bis 10/2010
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Potential für Dachflächen-Photovoltaik je Landkreis in
MWpeak (Wohnhäuser) 1)
Quellen:1)BSW Solar, EuPDResearch 2009 2) Quaschning, 2011
Dachflächenpotentiale in Niedersachsen Gesamtes Dachflächen-
potential in Deutschland:105 GWpeak
1 / 129 GWpeak2
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Potential für Dachflächen-Photovoltaik je Landkreis in
MWpeak (Wohnhäuser) 1)
Dachflächenpotentiale in Niedersachsen Gesamtes Dachflächen-
potential in Deutschland:105 GWpeak
1 / 129 GWpeak2
Abschätzung des Potentialsin Niedersachsen: ca. 10%des Gesamtpotentials:ca. 10 – 12 GWpeak
Quellen:1)BSW Solar, EuPDResearch 2009 2) Quaschning, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Potential für Dachflächen-Photovoltaik je Landkreis in
MWpeak (Wohnhäuser) 1)
Dachflächenpotentiale in Niedersachsen Gesamtes Dachflächen-
potential in Deutschland:105 GWpeak
1 / 129 GWpeak2
Abschätzung des Potentialsin Niedersachsen: ca. 10%des Gesamtpotentials:ca. 10 – 12 GWpeak
Energieernte: 860 kWh/kWpeak
Quellen:1)BSW Solar, EuPDResearch 2009 2) Quaschning, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Potential für Dachflächen-Photovoltaik je Landkreis in
MWpeak (Wohnhäuser) 1)
Dachflächenpotentiale in Niedersachsen Gesamtes Dachflächen-
potential in Deutschland:105 GWpeak
1 / 129 GWpeak2
Abschätzung des Potentialsin Niedersachsen: ca. 10%des Gesamtpotentials:ca. 10 – 12 GWpeak
Energieernte: 860 kWh/kWpeak
Erzeugung pro Jahr:8-10 TWh
13-16% der StromerzeugungQuellen:1)BSW Solar, EuPDResearch 2009 2) Quaschning, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Ausschöpfung des Potentials für Dachflächen-Photovoltaik je
Landkreis in MWpeak 1)
Dachflächenpotentiale in Niedersachsen Gesamtes Dachflächen-
potential in Deutschland:105 GWpeak
1 / 129 GWpeak2
Abschätzung des Potentialsin Niedersachsen: ca. 10%des Gesamtpotentials:ca. 10 – 12 GWpeak
Energieernte: 860 kWh/kWpeak
Erzeugung pro Jahr:8-10TWh
13-16 % der StromerzeugungQuellen:1)BSW Solar, EuPDResearch 2009 2) Quaschning, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Abschätzung Freiflächenpotentiale in Niedersachsen Landwirtschaftsfläche in 2009: 28.674 km2
Annahme: 2% davon für Solarenergie nutzbar 580 km2 (ca. 7-fache der verfügbaren Dachfläche)
Brendel, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Abschätzung Freiflächenpotentiale in Niedersachsen Landwirtschaftsfläche in 2009: 28.674 km2
Annahme: 2% davon für Solarenergie nutzbar 580 km2 (ca. 7-fache der verfügbaren Dachfläche)
installierbare Leistung:87 GWpeak
Brendel, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Abschätzung Freiflächenpotentiale in Niedersachsen Landwirtschaftsfläche in 2009: 28.674 km2
Annahme: 2% davon für Solarenergie nutzbar 580 km2 (ca. 7-fache der verfügbaren Dachfläche)
installierbare Leistung:87 GWpeak
Energieernte: 860 kWh/kWpeak
Brendel, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Abschätzung Freiflächenpotentiale in Niedersachsen Landwirtschaftsfläche in 2009: 28.674 km2
Annahme: 2% davon für Solarenergie nutzbar 580 km2 (ca. 7-fache der verfügbaren Dachfläche)
installierbare Leistung:87 GWpeak
Energieernte: 860 kWh/kWpeak
PV-Energie pro Jahr: 75 TWh
125 % der Stromerzeugung in Niedersachsen
Brendel, 2011
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 27
neue Struktur der Elektrizitätsversorgung
wetterabhängigsteuerbar
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 28
neue Struktur der Elektrizitätsversorgung
wetterabhängigsteuerbar
neue Methoden zum Ausgleich von Strombedarf und variabler
Erzeugung sind notwendig
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Netzintegration hoher Anteilezeitlich und räumlich variabler ErzeugungVorhersage der erwarteten Einspeisung
als Basis für Netzmanagement und Vermarktung
demand side management
Einsatz von Speichern
Netzausbau
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Planung von Energiesystemen mit hohen Anteilenzeitlich und räumlich variabler Erzeugung
zeitlich und räumlich hochaufgelöste Wind- und Solardaten notwendig als Grundlage für
Optimierung des Energiemix
Optimierung der räumlichen Verteilung der Anlagen
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Planung von Energiesystemen mit hohen Anteilenzeitlich und räumlich variabler Erzeugung
zeitlich und räumlich hochaufgelöste Wind- und Solardaten notwendig als Grundlage für
Optimierung des Energiemix
Optimierung der räumlichen Verteilung der Anlagen
Faktoren:
Einstrahlungspotentiale, Standortpotentiale,
Variabilität der Erzeugung: Speicherbedarf und/oder Bedarf an Ausgleichsenergie
Stromtransport und Netzausbau
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 32
Räumlicher Ausgleich bei verteilter Erzeugung
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 33
Räumlicher Ausgleich bei verteilter Erzeugung
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 34
Räumlicher Ausgleich bei verteilter Erzeugung
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 35
Räumliche Ausgleich bei verteilter Erzeugung
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 36
Räumlicher Ausgleich bei verteilter Erzeugung
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 37
Räumlicher Ausgleich bei verteilter Erzeugung
deutliche Reduktion der wolkenbedingten Schwankungen der Einstrahlung bei verteilter Erzeugungin Abhängigkeit von der Gebietsgröße
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 38
Räumlicher Ausgleich bei verteilter Erzeugung
deutliche Reduktion der wolkenbedingten Schwankungen der Einstrahlung bei verteilter Erzeugungin Abhängigkeit von der Gebietsgröße
-> Reduktion des Speicherbedarfs-> bessere Vorhersagbarkeit
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 39
ÜberblickPotential des Solarenergieangebots in Niedersachsen
Einstrahlung
Dach – und Freiflächenpotentiale
verteilte Erzeugung: räumliche Ausgleichseffekte
Vorhersage von Solarleistung
Netzintegration von PV-Strom
Verfahren zur PV-Leistungsvorhersage
Genauigkeit von PV-Leistungsvorhersagen
Zusammenfassung
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Netzintegration vonPV Strom in Deutschlandinstallierte PV Leistung
in Deutschland: ca. 17 GWpeak
40
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Netzintegration vonPV Strom in Deutschlandinstallierte PV Leistung
in Deutschland: ca. 17 GWpeak
Reduktion von Leistungsspitzen ansonnigen Tagen
41
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Netzintegration vonPV Strom in Deutschlandinstallierte PV Leistung
in Deutschland: ca. 17 GWpeak
Reduktion von Leistungsspitzen ansonnigen Tagen
nach EEG muß aller PV Strom vorrangig aufgenommen werden
42
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Netzintegration vonPV Strom in Deutschlandinstallierte PV Leistung
in Deutschland: ca. 17 GWpeak
Reduktion von Leistungsspitzen ansonnigen Tagen
nach EEG muß aller PV Strom vorrangig aufgenommen werden
Übertragungsnetzbetreiber sind verantwortlich für Ausgleich der variablen Einspeisung durch PV Anlagen
43
Regelzonen der Übertragungsnetz-
betreiber
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Vermarktung und Netzintegration von Solarstrom durch Übertragungsnetzbetreiber
44
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Vermarktung und Netzintegration von Solarstrom durch Übertragungsnetzbetreiber
day-ahead: Verkauf des PV-Stroms an der EEX day-ahead PV Leistungsprognose
45
©50Hertz transmission GmbH, C. Scholz
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Vermarktung und Netzintegration von Solarstrom durch Übertragungsnetzbetreiber
day-ahead: Verkauf des PV-Stroms an der EEX day-ahead PV Leistungsprognose
intra-day: Ausgleich von Abweichung an der EEX intra-day PV Leistungsprognose
46
©50Hertz transmission GmbH, C. Scholz
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Vermarktung und Netzintegration von Solarstrom durch Übertragungsnetzbetreiber
day-ahead: Verkauf des PV-Stroms an der EEX day-ahead PV Leistungsprognose
intra-day: Ausgleich von Abweichung an der EEX intra-day PV Leistungsprognose
Ausgleich verbleibender Abweichungen durch teure Regelleistung
47
©50Hertz transmission GmbH, C. Scholz
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Vermarktung und Netzintegration von Solarstrom durch Übertragungsnetzbetreiber
day-ahead: Verkauf des PV-Stroms an der EEX day-ahead PV Leistungsprognose
intra-day: Ausgleich von Abweichung an der EEX intra-day PV Leistungsprognose
Ausgleich verbleibender Abweichungen durch teure Regelleistung
hohe Genauigkeit der PV Leistungsprognosen wichtig
48
©50Hertz transmission GmbH, C. Scholz
NETZINTEGRATION VON PV STROM
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
ECMWF Wettervorhersage
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
49
ModultypNeigungOrientierung,Nennleisung
ECMWF: European Center for Medium-Range Weather Forecasts
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
ECMWF Wettervorhersage
optimierte, Strahlungsprognose
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
Strahlungs-messungen
50
repräsentativeAnlagenstandorte
ModultypNeigungOrientierung,Nennleisung
ECMWF: European Center for Medium-Range Weather Forecasts
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
ECMWF Wettervorhersage
Leistungsprognose- PV Simulation
- Upscaling
optimierte, Strahlungsprognose
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
Strahlungs-messungen
51
repräsentativeAnlagenstandorte
ModultypNeigungOrientierung,Nennleisung
PV Anlagen-beschreibung
ECMWF: European Center for Medium-Range Weather Forecasts
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
ECMWF Wettervorhersage
Leistungsprognose- PV Simulation
- Upscaling
optimierte, Strahlungsprognose
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
Strahlungs-messungen
52
repräsentativeAnlagenstandorte
ModultypNeigungOrientierung,Nennleisung
PV Anlagen-beschreibung
PV Leistungs-messungen
ECMWF: European Center for Medium-Range Weather Forecasts
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
ECMWF Wettervorhersage
Leistungsprognose- PV Simulation
- Upscaling
optimierte, Strahlungsprognose
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
regionale PV Leistungsprognose
Strahlungs-messungen
53
repräsentativeAnlagenstandorte
ModultypNeigungOrientierung,Nennleisung
PV Anlagen-beschreibung
PV Leistungs-messungen
ECMWF: European Center for Medium-Range Weather Forecasts
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 54
PV-Leistungsvorhersage für einzelne StandorteOptimierung von Einstrahlungsvorhersagen
aus numerischen Wettermodellen
Kombination mit Strahlungsmesswerten durch statistischen Verfahren
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 55
PV-Leistungsvorhersage für einzelne StandorteOptimierung von Einstrahlungsvorhersagen
aus numerischen Wettermodellen
Kombination mit Strahlungsmesswerten durch statistischen Verfahren
Kombination mehrerer Wettermodelle
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 56
PV-Leistungsvorhersage für einzelne StandorteOptimierung von Einstrahlungsvorhersagen
aus numerischen Wettermodellen
Kombination mit Strahlungsmesswerten durch statistischen Verfahren
Kombination mehrerer Wettermodelle
Kombination mit Satellitendaten für den Kurzzeitbereich
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Bestimmung von Wolkeninformation aus Satellitendaten
Bestimmung der Wolkenbewegung
Extrapolation der Bewegung
Vorhersage der Einstrahlung
Kurzzeitvorhersage für wenige Stunden auf Basis von Satellitendaten
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 58
PV-Leistungsvorhersage für einzelne StandorteOptimierung von Einstrahlungsvorhersagen
aus numerischen Wettermodellen
Kombination mit Strahlungsmesswerten durch statistischen Verfahren
Kombination mehrerer Wettermodelle
Kombination mit Satellitendaten für den Kurzzeitbereich
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 59
PV-Leistungsvorhersage für einzelne StandorteOptimierung von Einstrahlungsvorhersagen
aus numerischen Wettermodellen
Kombination mit Strahlungsmesswerten durch statistischen Verfahren
Kombination mehrerer Wettermodelle
Kombination mit Satellitendaten für den Kurzzeitbereich
Strahlung auf geneigte Fläche Itilt
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 60
PV-Leistungsvorhersage für einzelne StandorteOptimierung von Einstrahlungsvorhersagen
aus numerischen Wettermodellen
Kombination mit Strahlungsmesswerten durch statistischen Verfahren
Kombination mehrerer Wettermodelle
Kombination mit Satellitendaten für den Kurzzeitbereich
Strahlung auf geneigte Fläche Itilt
PV Simulation in Abhängigkeit von Itilt und der Temperatur
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 61
PV-Leistungsvorhersage für einzelne StandorteOptimierung von Einstrahlungsvorhersagen
aus numerischen Wettermodellen
Kombination mit Strahlungsmesswerten durch statistischen Verfahren
Kombination mehrerer Wettermodelle
Kombination mit Satellitendaten für den Kurzzeitbereich
Strahlung auf geneigte Fläche Itilt
PV Simulation in Abhängigkeit von Itilt und der Temperatur
Kombination mit PV- Leistungsmesswerten durch statistische Verfahren
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
repräsentative Anlagen Tennet 50Hertz
62
regionale Leistungsprognose:UpscalingBeschreibung der Einspeisung aller Anlagen in einer Regelzone
repräsentative Anlagenverbünde:
predrepnomrep
nomallpredall P
PP
P ,,
,, =
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 63
regionale Leistungsprognose: UpscalingAuswahl repräsentativer Anlagenverbünde: gute Beschreibung der Gesamtheit aller Anlagen
Räumliche Verteilung derinstallierten Leistung ausEEG-Stammdaten
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 64
regionale Leistungsprognose: UpscalingAuswahl repräsentativer Anlagenverbünde: gute Beschreibung der Gesamtheit aller Anlagen
Räumliche Verteilung derinstallierten Leistung ausEEG-Stammdaten
Orientierung, Neigung und Modultypen ausder PV MonitoringDatenbanken
LEISTUNGSVORHERSAGE VERFAHREN
Datenquelle: Meteocontrol GmbH
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 65
AuswertungsdatensätzeRegelzone von “Tennet“
Zeitraum: Oktober 2009 – September 2009
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 66
AuswertungsdatensätzeRegelzone von “Tennet“
Zeitraum: Oktober 2009 – September 2010
intra-day und day-ahead Vorhersage, ausgeliefert um 7:00
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 67
AuswertungsdatensätzeRegelzone von “Tennet“
Zeitraum: Oktober 2009 – September 2010
intra-day und day-ahead Vorhersage, ausgeliefert um 7:00
Vergleich mit gemessener Leistung
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 68
AuswertungsdatensätzeRegelzone von “Tennet“
Zeitraum: Oktober 2009 – September 2010
intra-day und day-ahead Vorhersage, ausgeliefert um 7:00
Vergleich mit gemessener LeistungInformation über Einspeisung aller Anlagen istnicht verfügbarUpscaling von repräsentativen Anlagen (hier: aus der Meteocontrol Monitoring Datenbank )
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 70
Zeitreihen
gute Vorhersage der Wettersituation und der regionalen Einspeisung
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 71
Zeitreihen
gute Vorhersage der Wettersituation und der regionalen Einspeisung
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 72
Zeitreihen
gute Vorhersage der Wettersituation und der regionalen Einspeisung
schneebedeckte Module im Winter: Überschätzung der Einspeisung
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 73
Beispiel Zeitreihen
gute Vorhersage der Wettersituation und der regionalen Einspeisung
durch Einbeziehung von Leistungsmesswerten: bessere Vorhersagen bei Schnee
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Auswertung für die Regelzone von TenneT
unter Berücksichtigung von 24h
74
2
1
1
−= ∑ =
N
inom
measpred
PPP
Nrmse
intra-day day-ahead
rmse in Bezug auf Pnom 3.6% 4.1%
AUSWERTUNG
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
räumliche Ausgleichseffekte bei Vorhersage der Verbundleistung
Der Vorhersagefehler der Verbundleistung ist durch die Korrelation der Vorhersagefehlerzwischen den Einzelstandorten bestimmt
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
Vorhersagegenauigkeit für regionale Vorhersagen
Der Fehlerreduktionsfaktorf=rmseensenmble/rmseeinzelhängt von der Gebietsgröße ab
für Deutschland:Reduktion der Fehler auf ein Drittel
für ca. 300km x 300km:Reduktion der Fehler auf die Hälfte
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 77
Zusammenfassung PV Leistungsvorhersage
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 78
Zusammenfassung PV Leistungsvorhersage PV Leistungsvorhersagen tragen zur erfolgreichen
Netzintegration von ca. 17 GWpeak installierte PV Leistung bei
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 79
Zusammenfassung PV Leistungsvorhersage PV Leistungsvorhersagen tragen zur erfolgreichen
Netzintegration von ca. 17 GWpeak installierte PV Leistung bei
aktuelle Genauigkeit von Leistungsvorhersagenfür die Regelzone des Übertragungsnetzbetreiber TenneTrmse: 3.5%(intra-day) - 4% (day-ahead)
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 80
Zusammenfassung PV Leistungsvorhersage PV Leistungsvorhersagen tragen zur erfolgreichen
Netzintegration von ca. 17 GWpeak installierte PV Leistung bei
aktuelle Genauigkeit von Leistungsvorhersagenfür die Regelzone des Übertragungsnetzbetreiber TenneTrmse: 3.5%(intra-day) - 4% (day-ahead)
AusblickVerfahrensverbesserung durch Integration
verschiedener Datenquellen
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 81
Zusammenfassung PV Leistungsvorhersage PV Leistungsvorhersagen tragen zur erfolgreichen
Netzintegration von ca. 17 GWpeak installierte PV Leistung bei
aktuelle Genauigkeit von Leistungsvorhersagenfür die Regelzone des Übertragungsnetzbetreiber TenneTrmse: 3.5%(intra-day) - 4% (day-ahead)
AusblickVerfahrensverbesserung durch Integration
verschiedener Datenquellen
Solarleistungsvorhersage als Grundlage für intelligente Steuerungsverfahren
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 82
Zusammenfassung:Potential Solarenergieangebot in Niedersachsen
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 83
Zusammenfassung:Potential Solarenergieangebot in Niedersachsenmittlere jährlicher Einstrahlung: ca. 1000kWh/m
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar 84
Zusammenfassung:Potential Solarenergieangebot in Niedersachsenmittlere jährlicher Einstrahlung: ca. 1000kWh/m2
Dachflächenpotential: bis zu 15% des Strombedarfs
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Zusammenfassung:Potential Solarenergieangebot in Niedersachsenmittlere jährlicher Einstrahlung: ca. 1000kWh/m2
Dachflächenpotential: bis zu 15% des Strombedarfs
Freiflächenpotential: größer als Strombedarf
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Zusammenfassung:Potential Solarenergieangebot in Niedersachsenmittlere jährlicher Einstrahlung: ca. 1000kWh/m2
Dachflächenpotential: bis zu 15% des Strombedarfs
Freiflächenpotential: größer als Strombedarf
verteilte solare Erzeugung in ganz Deutschland reduziert wolkenbedingte Schwankungen der Einstrahlung
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Zusammenfassung:Potential Solarenergieangebot in Niedersachsenmittlere jährlicher Einstrahlung: ca. 1000kWh/m2
Dachflächenpotential: bis zu 15% des Strombedarfs
Freiflächenpotential: größer als Strombedarf
verteilte solare Erzeugung in ganz Deutschland reduziert wolkenbedingte Schwankungen der EinstrahlungReduktion von Speicherbedarf und bessere Vorhersagbarkeit
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Zusammenfassung:Potential Solarenergieangebot in Niedersachsenmittlere jährlicher Einstrahlung: ca. 1000kWh/m2
Dachflächenpotential: bis zu 15% des Strombedarfs
Freiflächenpotential: größer als Strombedarf
verteilte solare Erzeugung in ganz Deutschland reduziert wolkenbedingte Schwankungen der EinstrahlungReduktion von Speicherbedarf und bessere Vorhersagbarkeit
Ausblick:Analyse von Ausgleichseffekten durch großräumige verteilte Erzeugung und Nutzung verschiedener Technologien auf Basis von hochaufgelösten Einstrahlungs- und Winddaten
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Vielen Dank fürIhre Aufmerksamkeit!
28.3.2011, net2011 Vierte Niedersächsische Energietage Fachforum 6 Solar
statistische Auswertung
unter Berücksichtigung von 24h
90
2
1
1
−= ∑ =
N
inom
measpred
PPP
Nrmse
intra-day day-ahead
operationell (erstes Jahr) 4.5% 4.9%
neues Verfahren 3.6% 4.1%
AUSWERTUNG
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statistische Fehlermaße Normalisierung auf Nennleistung Pnom
alle 24h des Tages gehen in die Berechnung ein
wichtigstes Fehlermaß:
Beschreibung systematischer Abweichungen:
Vergleich zu Persistenz:
Pper,d*24h (t) = Pmeas (t-d*24h), d: Vorhersagehorizont in Tagen
2
1
1
−= ∑ =
N
inom
measpred
PPP
Nrmse
∑=
−=
N
inom
measpred
PPP
Nbias
1
1
AUSWERTUNG
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