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Implementing short-term prediction at utilities

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Windenergievorhersagen

Erneuerbare Energiequellen sind ein Segen für die Energiewirtschaft, der bei sachgemäßer Nutzbarmachung und Verwendung sehr effizient in Verbindung mit traditionelleren Energiequellen genutzt werden kann. Das Problem bei den meisten erneuerbare Energiequellen ist allerdings ihre unregelmäßige und nicht vorhersagbare Verfügbarkeit. Könnte man den von ihnen gelieferten Energiezustrom standardisieren und diesen konstant halten, würde dies die Energienutzung weitaus effizienter gestalten. Doch leider sind weder das Wetter noch die Topografie immer so entgegenkommend.

Energie

Elegant aussehende Windräder, die manchmal zu Hunderten in Windparks angeordnet sind und sich gemächlich drehen (so denn der Wind ihre gigantischen Rotorblätter antreibt), sind die auffälligsten äußeren Merkmale eines komplexen Energiemanagement-Systems. Denn Windparks, die an das Verbundnetz angeschlossen sind und so das Bindeglied zu den meteorologischen Ressourcen bilden, müssen nach exakt festgelegten Prinzipien des Energiemanagements betrieben werden, damit die von ihnen gelieferte Energie optimal genutzt wird. Im Rahmen des von der EU finanzierten JOULE2-Programms wurde deshalb ein Verfahren für Wettervorhersagen entwickelt, die spezielle Aussagen über die zur Windenergieerzeugung relevanten Witterungsverhältnisse liefern. Das Ziel dieser Verfahren und Techniken bestand darin, für einen 32-Stunden-Zeitraum die sowohl lokalen als auch regionalen meteorologischen Bedingungen vorherzusagen. Eine solche Vorhersage sollte nicht nur einen wirtschaftlicheren Betrieb der Windenergieanlagen, sondern auch Einsparungen beim Verbrauch von fossilen Brennstoffen durch herkömmliche Energieerzeugungsanlagen ermöglichen. Auf diese Weise könnten beispielsweise bei einer Zunahme der Windenergieerzeugung in den nächsten 24 Stunden die mit fossilen Brennstoffen betriebenen Anlagen um einen bestimmtes Maß zurückgefahren werden, ohne dass es zu Einschränkungen bei der Energieversorgung der Endverbraucher kommt. Diese Vorhersageverfahren werden zweifach validiert, und zwar anhand regionaler Daten auf der Basis von extrapolierten WAsP-Informationen und anhand einer auf archivierten Wetterbeobachtungen basierenden statistischen Analyse. Das Windatlasverfahren WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) ist ein bedienerfreundliches, aber dennoch leistungsstarkes Programm handelt, das sowohl zur Vorhersage der erzeugbaren Windenergie eingesetzt wird als auch Daten zur Ermittlung optimaler Windpark-Standorte in Abhängigkeit von bestimmten Kriterien liefert. Dafür werden verschiedene Subsysteme eingesetzt, so z.B. der Windatlas-Interpolator, eine 3D-Karte zur Einbeziehung von Terraineinflüssen und ein Modell zur Berücksichtigung der landschaftsabhängigen Rauigkeiten. Gegenwärtig wird das Projekt in zwei Regionen mit unterschiedlichen Windverhältnissen erprobt, nämlich in Nordeuropa, wo häufiger starke Winde anzutreffen sind, und in bestimmten Mittelmeerregionen, wo eher geringe Windstärken vorherrschen. Die Projektpartner hoffen, die europäische Windenergieerzeugungsindustrie mit den dabei gesammelten Daten zu einem Wettbewerber von Weltklasse zu machen, denn die Vorhersagen erwiesen sich bislang als sehr genau und bieten übrigens auch die Möglichkeit zur Vorhersage von schweren Stürmen.

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31 März 2021