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Innovative Messtechnik
für Windertragsprognosen, das Windparkmonitoring und die Klimaforschung

Ammonit News 02/2018

Präzise und kostengünstige Solarmessungen in Brasilien mit RSI am Beispiel unseres Kunden Fotovoltec.

 

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Sehr geehrte(r) Leser(in),

der Frühling steht vor der Tür und die Kollegen freuen sich auf die ersten lauen Abende im Biergarten. Aber wie lange und wie stark scheint eigentlich die Sonne schon? Mit unseren Messinstrumenten finden wir es heraus - so wie unserer brasilianischer Kunde Fotovoltec, der das Rotating Shadowband Irradiometer erfolgreich für Solarenergieprognosen einsetzt.

Fotovoltec installiert, betreibt und wartet zahlreiche Solarmessstationen in Brasilien. Das Unternehmen hat sich auf die Durchführung von Solarmesskampagnen, die Erstellung von Solarstrahlungsgutachten sowie die Qualitätssicherung von Messdaten spezialisiert. Ammonit ist Hauptlieferant für Fotovoltec bei Sensorik, Datenloggern sowie Strom- und Kommunikationssystemen.

Fotovoltec setzt bei der Solarstrahlungsmessung verstärkt auf das Rotating Shadowband Irradiometer (RSI). Dieser Sensor eignet sich hervorragend für Messungen im Rahmen der Projektentwicklung von nachgeführten PV- und CSP-Solarkraftwerken.

Die vollständige Case Study finden Sie hier.

   

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Die überwiegende Anzahl der PV-Kraftwerke in Brasilien wird mit einachsiger Nachführung entwickelt und gebaut. Aufgrund der Äquatorialnähe ist die Energieproduktion bei dieser Konstruktionsart annähernd proportional zur Direktstrahlung. Bei Einstrahlungs- und Ertragsgutachten rücken somit die Direktstrahlung und deren Unsicherheit in den Fokus bei der Betrachtung des P50- und P90-Energieertrags.

Wird die Direktstrahlung mittels RSI gemessen, lässt sich die Unsicherheit der langzeitkorrigierten DNI-Daten typischerweise auf unter 5% senken. Dadurch können P50- und P90-Ertragswerte genauer berechnet werden. Das RSI ist somit eine lohnende Investition, insbesondere wenn man bedenkt, dass bei PV-Großprojekten mit mehreren Millionen Euro pro Jahr an sicheren Erträgen kalkuliert werden kann. mehr

   

Natürlich können Global- und Direktstrahlung auch mit Pyranometer und Pyrheliometer gemessen werden, die auf einem Sun Tracker installiert sind. Im Vergleich zum RSI ist diese Version zwar präziser, aber auch mit einem höheren Wartungs- und Kostenaufwand verbunden.

Studien belegen, dass das RSI weniger anfällig gegenüber Soiling ist als ein Pyrheliometer. Bei einer Vergleichsmessung zeigte das RSI nur 0,07% Verluste pro Tag bei der Strahlungsmessung; das Pyrheliometer hingegen kam auf 0,79% Verluste pro Tag. siehe Datenblatt

Eine Komplettstation mit Sun Tracker benötigt qualifiziertes Personal und ständige Betreuung, um verlässliche Ergebnisse zu liefern. Das RSI kommt mit einfachem Personal und einer wöchentlichen Reinigung aus. mehr

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Dank ausgefeilter Korrekturalgorithmen liefert das RSI auch bei unterschiedlichen Einstrahlungswinkeln und
-spektren korrekte Messergebnisse. In Brasilien erfolgte die Validierung mit der BSRN-Station in Petrolina. Der Vergleich der Drei-Monatsmessung zeigt, dass die mittlere Differenz zwischen den Daten des RSI und der BSRN-Referenzstation bei der Direktstrahlung nur 0,2% beträgt.

Die Validierung zeigt auch, dass die DNI-Messung mit dem RSI mit einer klassischen Messung mit Sun Tracker vergleichbar ist. Insbesondere an entlegenen Standorten ist das RSI dem Sun Tracker hinsichtlich Wartungsaufwand überlegen. mehr

   

Das RSI wurde für die Messung der Direktstrahlung in der Phase der Projektentwicklung konzipiert. Die Messung erfolgt über zwei Silizium-Photodioden, um welche ein Schattenband rotiert.

Die Rotation erfolgt typischerweise einmal pro Minute und dauert ungefähr eine Sekunde. Während der Rotationsbewegung blockiert das Schattenband die direkte Sonnenstrahlung auf die Sensoren für einen kurzen Moment. In diesem Bruchteil einer Sekunde fällt der Wert der gemessenen Globalstrahlung. Der gemessene Wert entspricht der diffusen Strahlung.

Anhand der Werte für Globalstrahlung und diffuse Strahlung lässt sich die Direktstrahlung für den Standort präzise errechnen. siehe Datenblatt

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Die vollständige Case Study und weitere Informationen zum Rotating Shadowband Irradiometer finden Sie auf unserer Website, z.B. über das Soiling-Verhalten des RSI, Sensorspezifikation, etc. Ammonit Website

Mit dem "Best Practice Handbook for the Collection and Use of Solar Resource Data for Solar Energy Applications" (Feb. 2015/63112) hat das US-amerikanische NREL eine Handlungsempfehlung für die Solarmessung veröffentlicht. Das umfangreiche Handbuch beschreibt auch die Sensorik, die für die Messung notwendig ist, u.a. das RSI. Weitere Informationen und das Handbuch als PDF finden Sie hier.

   

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