Erläuterungen 4-Tage Prognose Solar-Wetter

Erläuterungen zur Vorhersage der solaren Einstrahlung

Die auf eine horizontale Fläche treffende solare Einstrahlung wird auch als Globalstrahlung bezeichnet. Sie setzt sich aus der direkten Sonnenstrahlung und der z. B. durch Streuung an Wolken entstehenden diffusen Strahlung zusammen. In den Vorhersage- Diagrammen wird der Tagesgang der Globalstrahlung für maximale Sonneneinstrahlung bei wolkenlosem Himmel (clear sky - blau gestrichelte Linie) und für die vorhergesagte, vom Bewölkungsgrad abhängige Einstrahlung (real sky - rote Linie) dargestellt. Der Momentanwert der Globalstrahlung hat die Einheit der Bestrahlungsstärke - Watt pro Quadratmeter (W/m2). Die Berechnung der maximalen Sonneneinstrahlung erfolgt auf Grundlage des sich tages- und jahreszeitlich ändernden Sonnenstandes. Bei wolkenlosem Himmel können im Juni ca. 850 - 950 W/m2 und im Dezember rd. 250 - 350 W/m2 erreicht werden (Werte gelten für mitteleuropäische Breitengrade)

Erläuterungen zur Prognose der Photovoltaik-Tageserträge

Auf Basis der Strahlungs-Vorhersage werden für die Photovoltaik- Standorte der Stromertrag pro Stunde und Tag ermittelt. Für diese Prognose muß anhand der Globalstrahlungswerte, die auf eine horizontale Empfängerfläche bezogen sind, die solare Einstrahlung auf eine geneigte Modulfläche, unter Berücksichtigung der Ausrichtung, berechnet werden. Die Gesamtstrahlung auf die geneigte Fläche setzt sich aus der Direkt- und Diffusstrahlung sowie einem Bodenreflexionsanteils zusammen. Während die Stärke der direkten Sonnenstrahlung nur vom Einfallswinkel auf die Empfängerfläche abhängt, wird die Diffusstrahlung von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Das verwendete Berechnungsmodel (nach Liu und Jordan) setzt für die Diffusstrahlung eine gleichmäßige isotrope Verteilung voraus. So ist z. B. bei einer geneigten Fläche der Anteil der diffusen Strahlung geringer anzusetzen als bei einer horizontalen Fläche.

Für die Vorhersage der tatsächlichen Einstrahlungstärke werden die Maximalwerte der Globalstrahlung mittels Prognosedaten für Wolkenbedeckung und Wolkenart umgerechnet. So besteht z. B. zwischen Globalstrahlung und Bewölkungsgrad ein starker Zusammenhang - eine geringe Wolkenbedeckung entspricht einer hohen solaren Einstrahlung. Auch die Wolkenart ist von Bedeutung. Mächtige Cumulus-Wolken wirken sich auf die Strahlungsverhältnisse mehr aus als dies z. B. bei Cirren der Fall ist. Die Vorhersagewerte für die Globalstrahlung werden von der meteoblue AG bezogen und werden täglich 2-mal aktualisiert.

Folgende Kennwerte werden für die Prognosen der Solarstromerträge verwendet: ● Anlagenleistung 10 kWp ● Modulneigung 30 Grad ● Südausrichtung (0 Grad) ● Systemnutzungsgrad 10 %.

Abweichungen von bis zu 10 Grad bei der Modulneigung sowie eine Ausrichtung, die bis zu 30 Grad von der optimalen Südaus- richtung abweicht, wirken sich hinsichtlich der prognostizierten Tageserträge nur geringfügig aus (max. rd. 5 % Minderertrag). Hingegen variiert der im Diagramm dargestellte Stromertrag pro Stunde bei einer Abweichung von der Südausrichtung stärker. Eine 30 Grad-Abweichung in Richtung Südwest bewirkt z. B., dass bei wolkenlosem Himmel das Ertragsmaximum nicht bei rd. 12 Uhr liegt, sondern sich um ca. 1 Stunde auf 13 Uhr verschiebt. Entsprechend niedriger fällt bei diesem Szenario dann auch der Stromertrag um 12 Uhr oder 11 Uhr aus.