Die grenzenlose Energie der Sonne zu nutzen, ist seit vielen Jahren ein Ziel der Stromerzeugungsindustrie, aber die Unvorhersehbarkeit des Wetters war schon immer das Hauptproblem, mit dem die Industrie bei der weit verbreiteten Einführung der Nutzung von Solarenergie konfrontiert war. Die Wolkendecke reduziert die Menge der Sonnenstrahlung, die auf die Photovoltaik-Module trifft, erheblich, reduziert die erzeugte Energiemenge und damit deren Effizienz. Eine weitere Stromquelle wird daher benötigt, um die Solarenergie zu ergänzen, wenn sie nicht verfügbar ist. In Gebieten ohne Netzstrominfrastruktur handelt es sich normalerweise um einen Dieselgenerator (dies wird üblicherweise als PV / Diesel-Hybridsystem bezeichnet). Wenn ein Dieselgenerator im Standby-Modus betrieben wird, falls sich die Wolkendecke ändert und die Solarleistung sehr ineffizient ist, viel Dieselkraftstoff verbraucht, der Generator abgenutzt ist und sich negativ auf die Reduzierung der Betriebskosten und die Umwelt auswirkt .
Um die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu gewährleisten, benötigen Hybridanwendungen unter normalen Umständen eine hohe dynamische Spinnreserve (dh die Generatoren bleiben auch dann am Laufen, wenn die PV-Anlage Energie erzeugt), damit sie einen möglichen Rückgang der Stromerzeugung sofort ersetzen können durch Wolkendecke. Die Dieselaggregate werden daher bei niedriger Last betrieben, was die Produktionseffizienz verringert, die möglichen Kraftstoffeinsparungen negativ beeinflusst und die Kapitalrendite für Systeme mit hoher PV-Durchdringung erhöht. Abgesehen davon wirkt sich der Betrieb von Generatoren mit geringer Last auch negativ auf den Generator selbst aus, da sich aufgrund des suboptimalen Verbrennungsprozesses Ruß und andere Verunreinigungen absetzen.
Optimierung durch Verfolgung der Wolkenbewegung
Wie kann der Betrieb dieser Hybridsysteme optimiert werden? ComAp bereitet derzeit ein Pilotprojekt vor, um eine neue Lösung mit seinem Cloud-Prognosesystem zu testen; Ein System zur Verfolgung der Wolkenbewegung und zur Vorhersage der Stromerzeugung aus einem Photovoltaikkraftwerk. Es eignet sich besonders für Hybridanwendungen mit einem hohen Anteil an PV-Leistung.
„Das System besteht aus einer Fischaugen-Kamera und einem Industriecomputer. Die Kamera überwacht kontinuierlich den Himmel und überwacht sowohl die Größe und Bewegung der Wolken als auch die Intensität der Sonnenstrahlung. Der Computer verarbeitet dann die erhaltenen Daten, um die Wolkendecke und die erwartete Bestrahlung und damit die Leistung der PV-Anlage in diesem Bereich vorherzusagen. Die Daten vom lokalen Computer werden dann im ComAp-Steuerungssystem (InteliSys NTC Hybrid) verarbeitet, wo sie zur Berechnung der oben genannten dynamischen Spinnreserve dienen. Davon hängt die Effizienz des gesamten Systems ab. Je niedriger die Spinnreserve der Stromaggregate ist, desto größer sind die Kraftstoffeinsparungen, die Reduzierung der Emissionen und die Reduzierung der Betriebskosten “, erklärt Petra Píclová, Leiterin der Division Renewable Energy bei ComAp. „Für die nächsten fünf Minuten wird eine Prognose bereitgestellt, die schneller und genauer als Satellitendaten ist. Dies ist mehr als genug Zeit, um Dieselaggregate im Falle eines erwarteten Leistungsabfalls eines Photovoltaikkraftwerks zu starten“, sagte sie fügt hinzu.
Die kontinuierliche Aktualisierung der vorhergesagten Werte verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Vorhersage, wodurch das Steuerungssystem den Betrieb des Hybrid-Mikronetzes optimieren und dessen Effizienz steigern kann. Der Verlauf der gemessenen Daten zur Wolkenbewegung ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung des Vorhersagealgorithmus und die anschließende Verfeinerung der bereitgestellten Vorhersagen. Das System ist für den gewerblichen und industriellen Einsatz geeignet, eine Kamera reicht für ein 1-2 MW Photovoltaikkraftwerk.
Mit zunehmender Vorhersagegenauigkeit kann man sich ein Kamerasystem vorstellen, das teuren Batteriespeicher als unterbrechungsfreie Stromquelle (USV) ersetzt. Der Preis eines Kamerasystems ist im Vergleich zum Preis einer USV für große Anlagen mit einer Leistung von mehreren zehn MW vernachlässigbar.
