Verbesserte Vorhersage der Strahlungsintensität

Technologien für konzentrierte Sonnenwärme (Concentrated Solar Power, CSP) erwiesen sich als saubere und äußerst effiziente Energiequellen zur Stromerzeugung. Ihr effizienter Betrieb erfordert die zuverlässige Vorhersage der einfallenden Strahlung, doch aktuelle Vorhersagetechnologien sind mit eigenen Vor- und Nachteilen verbunden. Die Unsicherheit bei der Vorhersage der direkten normalen Strahlungsintensität (Direct Normal Irradiation, DNI) ist besonders groß und muss reduziert werden.

Die Forscher des EU-finanzierten Projekts DNICAST (Direct normal irradiance nowcasting methods for optimized operation of concentrating solar technologies) schlagen innovative oder verbesserte Methoden und Hardware vor. Letztere kann von Fachleuten von Unternehmen montiert werden, um den spezifischen Anforderungen von CSP-Kraftwerken gerecht zu werden.

Ein zentraler Forschungsansatz besteht darin, Satellitendaten und Atmosphärenmodelle (für numerische Wettervorhersage) mit Informationen von Whole-Sky-Kameras und aus bodengestützten Messungen abzugleichen. Angesichts der Tatsache, dass keines dieser Verfahren über eine hohe räumliche oder zeitliche Auflösung verfügt, wird eine Kombination der Methoden zuverlässigere DNI-Schätzungen ermöglichen. Genaue und zuverlässige bodengestützte Messungen von DNI, Aerosol- und Wolkeneigenschaften sollten zu einem optimalen Betrieb von CSP-Technologien beitragen. Ein weiteres Projektziel besteht ein der Berechnung der zirkumsolaren Strahlung.

Zu diesem Zweck stellten die DNICAST-Forscher die Anforderungen kurzfristiger Vorhersageverfahren fest, welche sich für Anlagen für konzentrierende Solarthermie und konzentrierende Photovoltaik eignen. Rückmeldungen von Benutzern zu den weiterentwickelten Verfahren wurden eingeholt, und ein Workshop wurde abgehalten, um die Endversion der Verfahren und ihrer Kombinationen zu demonstrieren.

Bei einem Erfolg wird DNICAST Anlagenbesitzern ermöglichen, die erzeugte Energie für ihren Netzbetreiber genauer einzuschätzen. Darüber hinaus sollten die verbesserten Vorhersagen eine Verfeinerung einiger Faktoren des Kreisprozesses – etwa eine Verbesserung der Arbeitsflüssigkeit – oder der Spiegel ermöglichen, welche die Sonnenstrahlung konzentrieren.