Wetterdaten erhöhen die Effizienz von Energieanlagen
VDI nachrichten, Düsseldorf, 27. 7. 07, mg – Genaue Wetterprognosen können für die Nutzer regenerativer Energiequellen von Vorteil sein. Davon ist Prof. Gerd Heilscher von der Hochschule Ulm überzeugt. Seine Methoden sollen denen helfen, die auf Sonne und Wind als Stromlieferanten setzen.
Seit einem Semester vermittelt Prof. Gerd Heilscher als Inhaber einer Stiftungsprofessur den Studenten der Elektrotechnik an der Hochschule Ulm sein Wissen der Energietechnik. Die Stiftungsprofessur soll dazu beitragen, die Effizienz moderner Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien zu erhöhen. Dazu gehören zuverlässige Ertragsprognosen für die effektive energetische Versorgung von Gebäuden und Anlagen mit Strom aus Photovoltaik, Solarthermie und Windenergie. Dabei gehen die Anforderungen, die die Energiemeteorologie stellt, weit über die Wettervorhersage hinaus.
Für die energetische Nutzung der Solareinstrahlung ist beispielsweise die genaue Kenntnis der Bestrahlungsstärke, gemessen in Watt pro 1 m2 Fläche, erforderlich, um schon bei der Planung einer Solaranlage die örtlichen Einstrahlungsbedingungen und damit die langjährige mittlere Jahresenergie sowie die tägliche und monatliche Verteilung zu kennen. Es hilft außerdem, die für den vorgesehenen Standort geeignete Technologie auszuwählen.
So wird laut Prof. Heilscher die zuverlässige Auslegung einer Anlage überhaupt erst möglich. In Deutschland gebe es mehr als 1000 Wetterstationen zur Erfassung der meteorologischen Größen, aber nur 10 % davon könnten die Globalstrahlung messen. Heilscher: „Den Meteorologen reicht die Kenntnis der Sonnenscheindauer für die Vorhersagen aus. Wir benötigen jedoch wesentlich genauere Kenntnisse der Strahlungsbedingungen.“
Weitere Voraussetzungen für zuverlässige Ertragsprognosen sind ein systematisches Datenmanagement und moderne Informationstechnologien zur Auswertung der Fülle von Wetterdaten. „Nur so lassen sich“, so Heilscher, „die wechselnden natürlichen Gegebenheiten und komplexe Energieversorgungssysteme optimal aufeinander abstimmen.“ Hilfreich sind zudem gute Erfahrungen bei der Überwachung von regenerativen Energieanlagen. Diese Voraussetzungen hat sich nun die Hochschule in Ulm durch den Kooperationsvertrag mit Meteocontrol, Augsburg, gesichert. „Eine nachhaltige Energieversorgung mit verstärktem Einsatz dezentraler Energietechniken und neue innovative Konzepte für eine effiziente Energienutzung brauchen die intelligente Kombination von energietechnischem und meteorologischem Know-how“, sagt Heilscher.
Wesentlicher Teil dieser Kooperation ist die Nutzung einer umfangreichen Wetterdatenbank, in der die benötigten Informationen hinterlegt sind. Das Unternehmen Meteocontrol, eine Tochtergesellschaft der SAG Solarstrom, ist nach eigenen Angaben ein führender Dienstleister im Bereich regenerativer Energien. Die Hochschule Ulm nutzt und analysiert nun diese Daten nicht nur in Studien- und Abschlussarbeiten, sondern auch für die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der dezentralen Energieversorgung.
Mit der Analyse von Wetterdaten lassen sich viele Ziele verfolgen. Um die Ertragsprognosen für Solarstromanlagen zuverlässiger zu gestalten, müssen die Verfahren der Datenerfassung und der Auswertung weiterentwickelt und auf ihre Tauglichkeit geprüft werden. Gelingt es beispielsweise Wetterprognosen für die Klimaregelung in Gebäuden nutzbar zu machen, lässt sich so die Energiebilanz optimieren. „Obwohl die Nutzung von Wetterinformation zur Effizienzsteigerung von Energieanlagen sehr vielfältig ist“, so Prof. Heilscher weiter, „ist ein zwar unauffälliges, aber doch sehr weit verbreitetes Bauelement sehr wichtig für unsere Arbeit.“ Gemeint ist der Temperatursensor für die durch die Außentemperatur geführte Heizung.
Heilscher: „Was der Sensor aber noch nicht weiß, ist, wie die Temperatur sich in den nächsten Stunden entwickeln wird.“ Deshalb untersuchen das Institut für Energie- und Antriebstechnik der Hochschule Ulm und die Experten von Meteocontrol mit weiteren Partnern die Nutzung von Wetterprognosen für eine vorausschauende Regelung von Heizungs- und Klimaanlagen. Im ersten Schritt sollen dabei große Bürogebäude betrachtet werden. HANS-ULRICH TSCHÄTSCH
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