Optimale Auslegung von Photovoltaikkraftwerken

Das Planungswerkzeug PVplanet (PV Plant Engineering Toolbox) von Siemens erzeugt dazu innerhalb weniger Sekunden mehrere hundert unterschiedliche Anlagenlayouts und analysiert erstmals widersprüchliche Planungsziele wie Stromertrag und Kosten in Abhängigkeit voneinander.

Die Software spart damit gegenüber der bisher üblichen separaten Erstellung einzelner Layouts und deren Vergleich etwa 80 Prozent der Planungszeit ein. Eine erste Version von PVplanet wird bei Siemens Energy derzeit getestet.

Photovoltaikanlagen auf Dächern oder Freiflächen erzeugen einen wachsenden Anteil unseres Stroms. Allein in den Jahren 2009 bis 2011 hat sich die installierte Photovoltaikleistung weltweit etwa verdreifacht. Die Solarzellen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrische Energie um.

Die Planung großer Kraftwerke ist allerdings komplex: Zum Beispiel reduziert ein größerer Abstand der Photovoltaikmodule die gegenseitige Verschattung und erhöht damit den Wirkungsgrad. Weil aber weniger Module aufgestellt werden können, sinkt dadurch die Gesamtleistung des Kraftwerks. Der Planungsingenieur muss daher einen wirtschaftlichen und technischen Kompromiss zwischen einer Vielzahl von Parametern finden, während er gleichzeitig Kundenvorgaben wie Mindestleistung oder Kostenlimit beachtet.

Siemens Energy hat dafür zusammen mit der globalen Siemens-Forschung Corporate Technology und dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM das Planungswerkzeug PVplanet entwickelt, das Kosten und Ertrag vieler möglicher Anlagenlayouts gleichzeitig berechnet und so das bestmögliche Layout identifiziert. Die Software basiert auf speziell entwickelten mathematischen Algorithmen des ITWM sowie auf der Erfahrung von Siemens bei der Auslegung von Solarkraftwerken.

Der Planungsingenieur gibt dabei zuerst Rahmenbedingungen wie Topographie oder Wetterbedingungen vor. Anschließend wählt er Modul- und Wechselrichtertypen aus und kann Neigungswinkel, Servicewege oder die Kosten für die Komponenten variieren oder begrenzen. Aus den Ergebnissen berechnet die Software die Stromgestehungskosten, also die Wirtschaftlichkeit des Layouts.

Im Herbst 2012 soll PVplanet auch den Engineering-Teams der Regionaleinheiten von Siemens zur Verfügung gestellt und weiter verfeinert werden. (IN 2012.06.5)