Schlüsselwörter
(Englisch)
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solar resources, solar forecasting, IEA PVPS Task16
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Meteorologische Informationen werden für die Planung unserer Energiesysteme benötigt, da ein immer grösserer Anteil der Energieversorgung auf wetterabhängigen erneuerbaren Ressourcen basiert. Verlässliche und genaue Einschätzungen und Vorhersagen der Ressourcen und deren Korrelationen untereinander werden immer wichtiger. Die hier präsentierten Forschungsarbeiten sollen dazu einen Beitrag leisten, mit Fokus auf die Solarenergie.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Meteorological information is used for the planning of energy systems, since the share of weather dependent renewable energies in the energy supply is increasing steadily. Thus, reliable and accurate evaluation and prediction of resources and their correlations are get-ting more and more important. The presented work is an active contribution to these topics with a focus on solar energy.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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it zunehmendem Anteil der Erneuerbaren Energien an der Energieversorgung weltweit nimmt die Notwendigkeit zu, Erträge solcher Anlagen vorherzusagen. Das Messen meteorologischer Daten und deren Bewertung sind eine Grundlage für eine bessere Vorhersage der Energieerträge aus solarthermischen und photovoltaischen Anlagen. In diesem Umfeld agiert die IEA PVPS Task 16. Das SPF beteiligt sich bei der Untersuchung von bodengestützten Messmethoden zur Erfassung der Einstrahlung und der Auseinandersetzung mit dem Einfluss unterschiedlicher Jahresverläufe der Einstrahlung auf die Vorhersagequalität. In der ersteren Thematik sind weitestgehend Erfahrungen und Messdaten aus vergangenen Untersuchungen in das Projekt eingeflossen und mit den anderen Teilnehmenden ausgetauscht worden. Insbesondere wurden die Strahlungsmessungen von kostengünstigen Systemen verglichen mit Messungen eines Pyrheliometers, eines Pyranometers und eines Schattenringpyranometers. Die Abweichungen bei der Direkt-Normalstrahlung wurden analysiert und Schätzungen für zu erwartende Fehler angegeben. Bezüglich unterschiedlicher Jahresverläufe wurden verschiedene Wetterdatensätze für TRNSYSSimulationen von Solar-Eis Systemen untersucht. Simulationen mit gemessenen Daten wurden für verschiedene Standorte in der Schweiz durchgeführt, wobei Messungen aus den Jahren 2004-2017 verwendet wurden. Die gleichen Daten wurden mit verschiedenen Methoden auf ein Jahr reduziert. Einerseits wurden in einem simplen Verfahren Zeitabschnitte (Stunden, Tage und Monate) aufgrund der mittleren Strahlung aneinandergereiht, andererseits wurden "Typical Meteorological Years" (TMY) erstellt, bei welchen 12 möglichst repräsentative Monate aneinandergereiht werden. Des Weiteren wurden Datensätze von Meteonorm und von der SIA verwendet. Die Simulationen wurden dann bezüglich der Systemeffizienz bewertet. Insbesondere das stündliche Mittelungsverfahren, das TMY Verfahren, sowie die SIA Daten haben dabei zu besonders genauen Abschätzungen geführt. Aufgefallen ist ausserdem, dass zwischen den verschiedenen Jahren einer Simulation sehr grosse Unterschiede bestehen. So kann sich der "Seasonal Performance Factor" um über 100% ändern, wenn bezüglich Energieeffizienz das schlechteste mit dem besten Jahr verglichen wird. Neben der Durchführung des PVPS Task 16 Meetings in Rapperswil im Jahr 2018, gab es aktive und passive Teilnahmen an verschiedenen Treffen und Konferenzen, welche im Zusammenhang mit dem PVPS Task 16 standen.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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With the increasing share of renewable energies in the global energy supply, the need to predict the yields of such systems is growing. Measuring and evaluating meteorological data provides a basis for better forecasting of energy yields from solar thermal and photovoltaic systems. The IEA PVPS Task 16 operates in this environment. The SPF participates in the investigation of ground-based measurement methods for recording irradiance and the analysis of the influence of different annual irradiance patterns on the prediction quality. In the first topic, experience and measurement data from past investigations have been incorporated into the project to a large extent and exchanged with the other participants. In particular, the radiation measurements of low-cost systems were compared with measurements of a pyrheliometer, a pyranometer and a shadow ring pyranometer. The deviations in the direct normal radiation were analysed and estimates for expected errors were given. In the former topic, experience and measurement data from past investigations have been incorporated into the project to a large extent and exchanged with the other participants. In particular, the radiation measurements of low-cost systems were compared with measurements of a pyrheliometer, a pyranometer and a shadow ring pyranometer. The deviations in the direct normal radiation were analysed and estimates for expected errors were given. Regarding the interannual variability, different weather data sets were investigated for TRNSYS simulations of solar ice systems. Simulations with measured data were carried out for various locations in Switzerland, using measurements from the years 2004-2017. The same data were reduced to one year using different methods. On the one hand, time periods (hours, days and months) were strung together in a simple procedure due to the average radiation, on the other hand, Typical Meteorological Years (TMY) were created, in which 12 months were strung together as representative as possible. Furthermore, data sets from Meteonorm and from the SIA were used. The simulations were then evaluated with respect to system efficiency. The hourly median year method, the TMY method, as well as the SIA data led to the most accurate estimates. It is also noticeable that there are very large differences between the different years of a simulation, so the Seasonal Performance Factor can change by more than 100% from the worst to the best year in terms of energy efficiency. Besides the PVPS Task 16 meeting in Rapperswil in 2018, there was active and passive participation in various meetings and conferences related to the PVPS Task 16.
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Schlussbericht
(Französisch)
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Avec la part croissante des énergies renouvelables dans l'approvisionnement énergétique mondial, le besoin de prévoir les rendements de ces systèmes s'accroît. La mesure des données météorologiques et leur évaluation constituent une base pour une meilleure prédiction des rendements énergétiques des systèmes solaires thermiques et photovoltaïques. IEA PVPS Task 16 opère dans cet environnement. Le SPF est impliqué dans l'étude des méthodes de mesure au sol pour l'enregistrement de l'irradiation et l'examen de l'influence des différents modèles d'irradiation annuelle sur la qualité des prévisions. Dans le premier cas, les expériences et les données de mesure des enquêtes passées ont été largement intégrées au projet et échangées avec les autres participants. En particulier, les mesures de rayonnement des systèmes à faible coût ont été comparées aux mesures d'un pyrhéliomètre, d'un pyranomètre et d'un pyranomètre à anneau d'ombre. Les écarts dans le rayonnement normal direct ont été analysés et des estimations des erreurs attendues ont été données. En ce qui concerne les différents cours annuels, différents ensembles de données météorologiques pour les simulations TRNSYS des systèmes de glace solaire ont été étudiés. Des simulations avec des données mesurées ont été réalisées pour différents endroits en Suisse, en utilisant des mesures des années 2004-2017. Les mêmes données ont été réduites à un an en utilisant des méthodes différentes. D'une part, des périodes de temps (heures, jours et mois) ont été enchaînées selon une procédure simple en raison du rayonnement moyen, d'autre part, des "Typical Meteorological Years" (TMY) ont été créées, dans lesquelles 12 mois, aussi représentatifs que possible, sont enchaînées. En outre, des ensembles de données de Meteonorm et de la SIA ont été utilisés. Les simulations ont ensuite été évaluées par rapport à l'efficacité du système. La méthode de la moyenne horaire, la méthode TMY, ainsi que les données SIA ont notamment permis d'obtenir des estimations très précises. On remarque également qu'il y a de très grandes différences entre les différentes années d'une simulation. Par exemple, le "Seasonal Performance Factor" peut varier de plus de 100 % si l'on compare la pire année à la meilleure en termes d'efficacité énergétique. En plus de la conception de la PVPS Task 16 à Rapperswil en 2018, il y a eu une participation active et passive à diverses conférences liées à la PVPS Task 16.
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