Neue Instrumente, um PV-Systeme zu einer attraktiveren Option zu machen
Die Verfahren und Techniken im Bereich der Solarenergieindustrie wurden darauf ausgerichtet, die Zuverlässigkeit von PV-Systemkomponenten – insbesondere von Modulen und Invertern – zu steigern. Die Leistung von Solarstromanlagen hängt allerdings nicht zuletzt von der Funktionalität der einzelnen Anlagenkomponenten ab. Auf Systemebene gibt es nach wie vor sowohl in der Entwurfs- als auch in der Betriebsphase weitere erzielbare Verbesserungen. Das EU-finanzierte Projekt PERFORMANCE PLUS (Tools for enhanced photovoltaic system performance) war auf solche Verbesserungen auf Systemebene fokussiert. Experten aus fünf europäischen Ländern bündelten ihre Kräfte, um neue Konzepte und Instrumente zu entwickeln, die dazu beitragen sollen, die Leistung sowie die Lebensdauer von PV-Anlagen zu erhöhen. Eine einzigartige Benutzergruppe unterstützt das Projektkonsortium mit wertvollen Beiträgen zu den Ergebnissen. Der Erfolg einer Solarstromanlage hängt im Wesentlichen von der an einem spezifischen Standort verfügbaren Sonneneinstrahlung ab. Vor diesem Hintergrund entwickelten und validierten die Forscher an fünf unterschiedlichen Standorten in Europa erfolgreich neue Sensorprototypen mit der Bezeichnung ESA. Der ESA-Sensor ist in der Lage, sowohl die direkte als auch die indirekte Sonneneinstrahlung zu messen. Im Vergleich zu konventionellen landbasierten Anlagen bietet der ESA-Sensor eine ökonomische, aber dennoch zuverlässige Lösung zur Messung des Sonneneinstrahlungsniveaus. Es wurde eine bodenbasierte Kamera verwendet, um die räumlich und zeitlich äußerst variable Sonneneinstrahlung an der Oberfläche zu analysieren und vorherzusagen. Das Konsortium verarbeitete Himmelsaufnahmen, um die Wolkenverteilung und Wolkenbewegungen sowie die daraus resultierenden Oberflächenschatten und Sonnenstrahlungsfelder zu erfassen. Ein neuer modellprädiktiver Steuerrahmen ermöglichte die Steuerung der PV-Anlage sowie anderer Systeme vor Ort, um die Einbindung in das Stromnetz so gut wie möglich zu optimieren. Zu weiteren wichtigen entwickelten Instrumenten zählt ein Instrument für das Vor-Ort-Testen von PV-Modulen und Invertern, ein webbasiertes Tool für die finanzielle Optimierung von PV-Systemen sowie ein Zustandsscansystem zur Fehlererkennung bei Überwachungsdaten von operativen PV-Systemen. Das Projektteam veröffentlichte überdies Richtlinien mit bewährten Verfahren für Unsicherheiten im Bereich der PV-Modellierung sowie der Überwachung mit dem Netz verbundener PV-Systeme. Die Richtlinien sollen Entwicklern und Investoren von PV-Projekten bei der Beurteilung und dem Management finanzieller Risiken behilflich sein. Nach Aussagen des Teams kann eine neu entwickelte Methode, welche satelliten- und bodenbasierte Messungen kombiniert, die Output-Schätzungen, welche aufgrund von Variationen bei der Sonneneinstrahlung sowie der Leistung der einzelnen Komponenten Unsicherheiten unterliegen, um bis zu 30 % verbessern. Die Konsortiumsmitglieder hatten Zugang zu 25 über Europa verstreute PV-Systeme, die von kleineren PV-Systemen im Wohngebäudebereich bis hin zu PV-Großanlagen reichten, um die Möglichkeit von Modellen zu demonstrieren und zu validieren, bestehende Entwürfe sowie Instrumente im Hinblick auf eine zuverlässige Fehlererkennung zu verbessern. Die Entwicklungen im Rahmen von PERFORMANCE PLUS sollen Anlagenbetreibern dabei behilflich sein, die Leistung von PV-Systemen über die gesamte Lebensdauer zu verbessern.
Schlüsselbegriffe
PV-Systeme, Photovoltaik, Instrumente zur Leistungssteigerung, PERFORMANCE PLUS, Sonneneinstrahlung, Einbindung in das Stromnetz
