Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Solaranlagen optimal planen

02.05.2012
Die Photovoltaik boomt, der Markt für Solarparks wächst weltweit rasant. Doch die Planung möglichst wirtschaftlicher PV-Kraftwerke ist nicht trivial, da eine Vielzahl von Faktoren zu berücksichtigen ist. Fraunhofer-Forscher haben gemeinsam mit Siemens Energy Photovoltaics eine Software entwickelt, die die Konzeption vereinfacht.

Der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Energiemix steigt weltweit rapide. Die Photovoltaik (PV) spielt mit Wachstumsraten im dreistelligen Bereich eine wichtige Rolle. Nach Angaben von Marktforschungsunternehmen wuchs der PV-Markt im Jahr 2010 um 139 Prozent.


Große PV-Anlagen wie der 2011 von Siemens ans Netz gebrachte Solarpark in Les Mées, Frankreich, lassen sich künftig mit der Software PVplanet schnell und wirtschaftlich effizient planen. © Siemens AG

Deutschland steht an der Weltspitze dieser Technologie, bei der mithilfe von Solarzellen Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Doch die Planung von großen PV-Kraftwerken, die sich über mehrere Quadratkilometer erstrecken, ist komplex. Neben Kundenvorgaben, Vorschriften und Fördermaßnahmen der Regierungen müssen zahlreiche Faktoren wie Wetter, Klima, Geländetopographie und Standort berücksichtigt werden.

Diese wiederum beeinflussen die Auswahl und die Platzierung der einzelnen Komponenten. Das beinhaltet die PV-Tische mit den Solarmodulen, die Wechselrichter und Kabel sowie die Zufahrtswege. Bislang entwerfen Ingenieure Anlagendesigns mit CAD-Programmen, wobei jedes Layout und jede Variante einzeln erstellt werden muss. Ein Vorgang, der viel Zeit in Anspruch nimmt. Um eine geplante Anlage zu verbessern oder um unterschiedliche Konzepte miteinander zu vergleichen, muss häufig der gesamte Planungsprozess wiederholt werden.

Per Knopfdruck mehrere hundert Anlagendesigns

Dieses Vorgehen wird künftig deutlich verbessert: Forscher des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern haben in Zusammenarbeit mit Siemens Energy Photovoltaics eine neuartige Planungssoftware entwickelt, die es ermöglicht, Solaranlagen schneller und besser zu bauen. »Mit unseren exklusiv für die Siemens-Software PVplanet (PV Plant Engineering Toolbox) programmierten Algorithmen erhalten Ingenieure in einem Durchgang automatisiert mehrere hundert unterschiedliche Anlagendesigns. Weniger als eine Minute Rechenzeit fällt hierfür an«, sagt Dr. Ingmar Schüle, Wissenschaftler am ITWM. Der Anwender muss lediglich Parameter wie beispielsweise die Topographie des Baugeländes und die zu verwendenden Modul- und Wechselrichtertypen eingeben. Zudem kann er an einer Vielzahl von Stellschrauben drehen, wie etwa Ausrichtung, Abstand und Neigungswinkel der Solartische, und schnell die Auswirkungen auf die Qualität des Planungsergebnisses untersuchen.

Kostenabschätzung und Ertragsberechnung inklusive

Um die entworfenen PV-Kraftwerke zu bewerten, wird eine Ertragsberechnung durchgeführt, die die Simulation des Wetters in der jeweiligen Region, den Sonnenverlauf über das Jahr und das physikalische Modulverhalten inklusive Verschattungseffekten umfasst. Damit und mit einer Abschätzung der Investitions- und Betriebskosten kann das Planungswerkzeug den LCOE (Levelized cost of energy), also die Stromgestehungskosten bestimmen. Durch den Vergleich der Anlage mit einer Vielzahl ähnlicher Konfigurationen kann der Planer die Sensitivität der verschiedenen Stellschrauben untersuchen und aus einer Vielzahl an Lösungen die richtige finden.

»Die Software unterstützt den Experten bei seiner Entscheidung und hilft ihm, für das Baugelände das bestmögliche PV-Kraftwerk zu entwerfen. Was ›am besten‹ ist, hängt von vielen Aspekten ab – von den Wünschen des Auftraggebers, den Standort- und Umweltbedingungen, von der Einspeisevergütung und dem Finanzierungskonzept. All diese Kriterien werden berücksichtigt«, so Schüle. Auch Dr. Martin Bischoff, Projektleiter bei Siemens AG, Energy Sector, ist von diesem Ansatz überzeugt: »Neben der Zeitersparnis verschafft das Planungswerkzeug vor allem eine Übersicht über den Optimierungsspielraum und unterstützt somit bestmöglich bei der Planung wirtschaftlich optimierter Anlagen. Bis dato gibt es keine Planungssoftware von diesem Umfang und Detaillierungsgrad.«

Einen Eindruck von der erfolgreichen Zusammenarbeit zwischen dem ITWM und Siemens Energy Photovoltaics können sich Interessierte auf der Messe Intersolar Europe in München vom 13. bis 15. Juni 2012 verschaffen: Am Siemens-Stand in Halle B4, Stand B4.380 wird die Planungssoftware PVplanet erstmals der Öffentlichkeit präsentiert.

| Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/mai/solaranlagen-optimal-planen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Neuro-Robotik ermöglicht Querschnittsgelähmten selbstständig zu essen
07.12.2016 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Höhere Energieeffizienz durch Brennhilfsmittel aus Porenkeramik
05.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie