Photovoltaik: Aerosole beeinflussen Erträge

Ein Satelittenbild zeigt Bewölkung über dem Nordwesten DeutschlandsQuelle: https://worldview.earthdata.nasa.gov
Das Satellitenbild vom 17.10.2017 zeigt eine Aerosolwolke über Deutschland, die von Waldbränden in Spanien und Portugal stammt.
Aerosole in der Atmosphäre haben Einfluss auf die Erträge von Solarstromanlagen. Wie sich die Partikel konkret auswirken, untersuchen das KIT, der DIW und meteocontrol in einem Forschungsprojekt.

Sie sind eine wichtige Größe für die Performance der Photovoltaik: Aerosole, denn sie beeinflussen die Erträge. Werden sie nicht richtig vorhergesagt, müssen zum Beispiel Direktvermarkter die fehlenden Strommengen anderweitig beschaffen. Eine möglichst genaue Wettervorhersage ist deshalb angesichts der wachsenden Bedeutung erneuerbarer Energien für das Management der Stromnetze entscheidend. Denn auf die Vorhersage der Sonneneinstrahlung bauen Ertragsprognosen für Photovoltaikanlagen auf.

Großflächige Waldbrände oder der episodenhafte Transport von Saharastaub nach Europa können jedoch an einzelnen Tagen zu deutlichen Fehlvorhersagen der solaren Einstrahlung führen. Das teilt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) mit. Mit Asche, Staub und Sandkörnern gelangen winzige Partikel in die Atmosphäre, die zur Wolkenbildung beitragen.

Projekt PermaStrom

Wie sich atmosphärische Aerosolpartikel auf Wolken und die solare Einstrahlung auswirken, wollen nun Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT, des DWD zusammen mit dem Solarenergie-Dienstleister meteocontrol untersuchen. Das Projekt nennt sich ferner „Photovoltaik-Ertragsprognose zum besseren Management des Einflusses des atmosphärischen Aerosols auf die Stromnetze in Deutschland und Europa“ (PermaStrom). Hauptziel sei , diese Effekte in der Wettervorhersage und der darauf aufbauenden Photovoltaik-Ertragsprognose besser zu berücksichtigen. Bislang sei das noch gar nicht oder nur unzureichend der Fall.

„Für die Untersuchungen nutzen wir sowohl Messdaten von Wetterstationen als auch Satellitendaten.“ Das sagt Bernhard Vogel vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Troposphärenforschung des KIT. Diese Daten würden in einem erweiterten numerischen Wettervorhersagesystem verarbeitet, das der DWD speziell für diese Anwendung betreibe.

Das Vorgängerprojekt PerduS habe bereits den Transport von Saharastaub nach Deutschland untersucht und die Vorhersagen diesbezüglich verbessert. Das, so die Experten, reiche jedoch noch nicht aus. Es sei sowohl notwendig, weitere Aerosolarten zu berücksichtigen wie Ruß und Staub, der durch Waldbrände entstehe als auch die Wirkung dieser Aerosolpartikel auf die Wolkenbildung zu modellieren und vorherzusagen. „Insbesondere Letzteres ist immer noch eine Herausforderung“, sagt Axel Seifert vom DWD. Denn die Prozesse in Wolken und deren Wechselwirkung mit Aerosolpartikeln seien noch nicht vollständig verstanden.

Durch die Kombination von Beobachtungsdaten und einer verbesserten, physikalisch-basierten Modellierung erhofften sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ferner Fortschritte beim Verständnis dieser Zusammenhänge. Das soll auch zu einer konkreten Verbesserung der täglichen Wettervorhersagen beitragen. So ließe sich auch klären, ob Wolken während eines Saharastaub-Ereignisses tatsächlich anders seien. Falls ja auch, ob dieser Unterschied auf die Aerosolpartikel selbst zurückführbar sei.

Brücke zwischen Forschung und Anwendung

Im Rahmen von PermaStrom entwickelt die meteocontrol GmbH das Vorhersagesystem unter Berücksichtigung der Netzbetreiber-Anforderungen weiter. Damit könnten Stromnetzbetreiber die Forschungsergebnisse in Form neuer Prognose-Modelle in Zukunft einsetzen. Die Netzbetreier Amprion, 50Hertz und EnBW begleiten und unterstützen das Projekt ferner.

15.7.2020 | Quelle: KIT | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH

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