PC-based Control: TwinCAT-Bibliothek optimiert die Nutzung der Sonnenenergie mit hochgenauer Bestimmung des Sonnenstandes

21.07.2010 / Archiv / Photovoltaik

Der Softwarefunktionsbaustein "TwinCAT Solar Position Algorithm" ermöglicht die exakte Berechnung der Sonnenstandswinkel ohne den Einsatz von Sensorik an jedem Ort und zu jeder Zeit, berichtet die Beckhoff Automation GmbH (Verl) in einer Pressemitteilung. Dies sei beispielsweise für Parabolspiegel- und Photovoltaikanlagen sowie für weitere Solarkraftwerks-Konzepte notwendig, die zur optimalen Ausnutzung der Sonnenstrahlen automatisch dem Stand der Sonne nachgeführt werden. Aber auch für andere Anwendungsfelder, von der Gebäudeautomatisierung bis zur Lösung des Verschattungsproblems bei Windkraftanlagen, sei der Regelalgorithmus, der die Sonnenstandswinkel mit einer Genauigkeit von ± 0,001 ermittle, einsetzbar.

Die Softwarebibliothek "TwinCAT Solar Position Algorithm" ermöglicht die hoch genaue Bestimmung des Sonnenstandswinkels sowie der Zeiten für Sonnenaufgang, -höchststand und -untergang.

Sonnenstandswinkel für Parabolspiegelanlagen und Photovoltaik-Anlagen
Die Berechnung der Sonnenstandswinkel mit der TwinCAT-Bibliothek setzt die Angabe von Datum, Uhrzeit sowie der exakten geographischen Länge und Breite des Ortes voraus (z. B. durch ein GPS-System). Je nach gewünschter Genauigkeit kann der verwendete Algorithmus aber auch weitere Parameter, wie die Zeitzone, die Höhe über dem mittleren Meeresspiegel, die Neigung des Untergrundes bzw. die Ausrichtung des Objektes, die Lufttemperatur und den Luftdruck, die die atmosphärische Lichtbrechung beeinflussen, in die Berechnung einbeziehen, die mit einer Genauigkeit von ± 0,001 erfolgt.
Anwendungsbereiche sind z. B. Parabolspiegelanlagen mit fokussierenden Spiegeln von z. T. einigen Metern Durchmesser, die der Sonne exakt nachgeführt werden, um die Sonnenstrahlen in einem Brennpunkt zu bündeln. Dies setzt jedoch die hochgenaue Messung der Sonnenstandswinkel voraus. Auch die Nachführung von Photovoltaik-Anlagen gemäß dem Sonnenstand erfolgt auf dieser Basis. Zunehmend gibt es aber auch Nachfragen aus der Gebäudeautomatisierung, wo Sensorik bei der Verschattung großer Gebäudefronten allein nicht mehr ausreicht. Auch Verschattungseffekte von Windkraftanlagen, die es in bewohnten Gebieten zu vermeiden gilt, können mit der Beckhoff-Software exakt berechnet und die Anlagen entsprechend abgeschaltet werden.