Langfristige Tages/Stunden Solarprognose

Wer beim Wetter in die Zukunft schauen möchte ist ziemlich alleingelassen. Vor allem wenn es mehr wie zwei Wochen sind dann finden sich keine belastbaren Werte wie hoch z.B. die Sonneneinstrahlung sein wird. Was müsste man aber tun wenn man den Tagesertrag meiner Photovoltaikanlage für den 15.5.2014 berechnen sollte? Wie es die Energieversorger (EVU) tun möchte ich mal erläutern.

Nehmen wir mal an das EVU geht von einem Jahresertrag von 1.000 kWh aus. Idealerweise (auch um leichter rechnen zu können) ordne ich diesem Ertrag eine installierte Leistung von einem kWp zu. Jetzt geht es auf die unterjährige Verteilung. Nur als Exkurs, bei Biomasse gehen die EVU von einer Grundlast aus egal zu welcher Jahreszeit und Uhrzeit! Bei Windenergie und kleiner Wasserkraft haben sie einen Wert je Monat und diesen aber ebenfalls rund um die Uhr.

Nur bei der Photovoltaik da haben sie Viertelstunden Werte! Da diese Werte natürlich gemittelt sind kommen in diesen „Einspeiseprofilen“ keine Spitzenwerte vor. Bei dem Einspeiseprofil welches mir vorliegt ist der Maximal Wert unter 55% für den gemittelten Stundenwert! Dies ist natürlich Quatsch denn eine Photovoltaikanlage kann diesen Wert ohne weiteres übertreffen. In der Vorhersage natürlich nicht! Denn um in meinem Beispiel zu bleiben kann der 15.5.2014 sonnig sein oder aber bedeckt! Seriöse Daten welches Wetter aber in einem Jahr genau an diesem Tag herrscht kann Gott sei Dank (noch?) niemand sagen.

Ich habe also diese Viertelstunden Werte je Monat als erstes mal zu Monatswerten aufaddiert.
Lastgang Jahr Prozentverteilung
Damit kann ich mit meiner 8,88 kWp Photovoltaikanlage natürlich noch wenig anfangen. Deshalb rechne ich mal aus, von was die EVU’s so ausgehen was ich am 15.5.2014 für einen Photovoltaikertrag haben werde!
Lastgang Monatsertrag
Auch hier erkennt man nur, daß im Mai 2014 mit einem täglichen Ertrag von 37 kWh zu rechnen ist! Erst wenn ich die Stundenwerte (aus den Viertelstunden Einspeiseprofilen erzeugt) anschaue, könnte ich mir einen Stromertragsplan für meine Photovoltaikanlage ausgeben!
Lastgang Tagesverteilung
Damit könnte ich jetzt (heute am 15.5.2013!) eine Stunden genaue Planung für den 15.5.2014 machen. Zum Beispiel wann ich eine Waschmaschine voll Wäsche im 60 Grad Waschgang mit meinem eigenen Photovoltaikstrom zum laufen bringen könnte!
Klar wird jetzt jeder sagen, so was kann nicht funktionieren. Tut es auch nicht.

Jedenfalls nicht im kleinen Stil auf der Ebene eines Hauses/einer Photovoltaikanlage, aber und da werden diese Einspeiseprofile eingesetzt, auf der Ebene eines ganzen Verteilnetzbetreibers. Das ganze ist natürlich eine fürchterliche Krücke und hat sicherlich nichts mit den tatsächlichen Einspeisewerten am 15.5.2014 zu tun. Für die Statistik und die langfristige Einkaufsplanung werden diese Werte aber anscheinend verwendet.
Heute hab ich mal richtig Mitleid mit den EVU’s…

4 Gedanken zu „Langfristige Tages/Stunden Solarprognose

  1. Rainer

    Hmm…

    Die Gegner der PV versuchen diese Energieform als „Zufallsenergie“ zu diskreditieren. Die Frage ist tatsächlich, wie viele der „solaren Ereignisse“ sind „zufällig“, also treten völlig „unvorhersehbar ein ? Da es sich dabei immer auch um eine Wetterphänomen handelt, kann zur Berechnung „was zu erwarten ist“ (also keineswegs zufällig eintritt) die Wetterkurzprognose dienen. Was da „übrigbleibt“ ist die natürliche Schwankungsbreite z.B. der über den Tag stattfindenden tatsächlichen Sonnenscheindauer und Intensität.

    Nun liegen darüber mindestens seit die PV-Anlagen in der „Fläche“ existieren, jede Menge Datenmaterial vor – ungenutzt ! Geht man von einer definierten Leistung einer beliebigen PV-Anlage aus, sind das im Prinzip auch „Messgeräte“, welche genau diese Daten sozusagen im „Nebeneffekt“ messen und speichern. Würden diese Daten flächendeckend in ein Kataster einfließen, ließe sich daraus für rechnerisch vergleichbare „Waben“ sehr wohl voraussagen was als Reaktion bei einer bestimmten Sonnenintensität in den damit verbundenen Netzen passiert. Damit befassen sich wohl seit längerem auch namhafte Forschungsinstitute.

    Mir kommt das keineswegs fremd vor, sozusagen „spontan“ auf der „Erzeugerseite“ reagieren zu müssen, weil das auf der Abnehmerseite ganz genauso, ebenfalls nur scheinbar zufällig geschieht. Keiner kann exakt voraussagen, wie viel Energiebedarf zu eine bestimmten Zeit und Region tatsächlich bestehen wird. Doch die Majorität dieser Anforderungen ist sehr wohl bekannt. Woher stammen sonst die Lastkurven die seit Jahren zur Verfügung stehen ?

    Im Grund ist längst bekannt was geschieht – bzw. „erwartungsgemäß“ eintreten wird – lediglich die darüber- oder darunterliegenden „Ereignisse“ müssen entsprechende „geregelt“ werden. Es geht also auf der „Abnahmeseite“ um einen verhältnismäßig kleinen Anteil. Setzt man nun eine entsprechende mathematische Aufarbeitung der nicht steuerbaren Energieträger (Sonne und Wind) voraus, bleibt für jeden Tag und Stunde lediglich ein geringer Anteil an „Überraschungen“ übrig, welche wegen der meteorologischen Zusammenhänge keinesfalls „Zufälle“ sind übrig. Das diese Zusammenhänge alles andere als „trivial“ sind, sollte nicht den Eindruck erwecken sie wären nicht „beherrschbar“.

    Was angesichts der schieren Zahl von über einer Million PV-Anlagen die es inzwischen in D gibt, ist das (womöglich gewollte) Chaos der Datenerfassung solcher Anlagen. Ein Beispiel, meine Anlage verfügt über 2 sog. „Smartmeter“ (Produkt der Fa. HAGER), welche zu einer Datenerfassung mit 10.000 Impulsen pro kW in der Lage sind, die Ablesung dieser „hightech“ Geräte muss ich jedoch weiterhin „von Hand“ vornehmen, weil „man“ sich weder über ein einheitliches Datenerfassungssystem einigen kann – oder will. Wiedereinmal, wird der „Datenschutz“ bemüht um hier eine vernünftige Lösung, wenn nicht zu verhindern, so wenigstens zu verzögern. Dabei wäre es sicher sehr einfach die ausgehenden Daten soweit zu „vergröbern“, um zu verhindern, dass damit zu viel über den jeweiligen Nutzer allgemein bekannt wird. Auch die befürchtete Fernabschaltung (säumiger Zahler) ist keine technische Frage, sonder etwas, was durchaus rechtlich klärbar ist. Einmal ganz davon abgesehen, ein solcher Zähler ließe sich mit einem Zusatzgerät (und gutem Willen) sehr leicht zum „Münzautomaten“ umfunktionieren (was bei vielen in Finanznot befindlichen erstaunlich gute Ergebnisse für beide Seiten zu bringen scheint).

    Doch all dies scheint willkommener Vorwand zu sein, die Ausbreitung dezentraler Energiewandler zu behindern oder möglichst zu verhindern. Inzwischen findet bei der „Viererbande“ ein gewisser Sinneswandel statt. Auf einmal erkennt man dort den Segen „thermischer Speicher“ – sprich vormals „Nachtstromspeichergeräte“. Damit ließe sich hervorragend und in für diese Denke bekanntes „Big ist beautiful“ großflächig „vermarkten. Man nehme möglichst viele „Offshore-Windparks“, baue auf Kosten der Allgemeinheit möglichst ebenso viele Hochspannungstrassen durch die gesamte Republik (schön damit wird auch das bezahlt, was sowieso längst ertüchtigt werden gemusst hätte). „Energiewende“ kann ja soooo schön einträglich sein.

    Das dabei der „dezentrale Gedanke“, die „unkaputtbaren virtuellen und dezentralen Kraftwerke“ auf der Strecke bleiben, ist ganz sicher nicht nur eine Nebeneffekt.

    Hier noch ein Link : http://www.sma.de/unternehmen/pv-leistung-in-deutschland.html der schon mal recht übersichtlich zeigt, welche (lösbaren) Probleme das Leben mit der Sonne seit Jahrtausenden so mit sich bringt (keiner, der bei vollem Verstand ist, würde die Landwirtschaft aufgeben, weil die meteorologischen Ereignisse so „unberechenbar“ sind) „Man“ hat gelernt mit den „Unbilden“ der Natur zu leben. Wer sich diesen Teil der Rechnung ansieht, wird schnell erkennen „wir“ alle hängen bereits zu mehr als 99 Prozent von der Sonne ab. Warum also nicht den „Rest“ mit Gehirnschmalz und der zur Verfügung stehenden Technik lösen ?

    Hier noch der „andere Link“, http://www.bine.info/newsuebersicht/news/virtuelle-kraftwerke-im-technischen-praxistest/ stellt man sich dort das „Aufspringen auf den Zug“ vor. Falls ich nichts übersehen habe, PV scheint da jedenfalls nicht auf der Rechnung zu sein. Doch nicht falsch verstehen, BINE ist durchaus eine Plattform, welche auch andere Ansätze zugänglich macht. Ich habe diese Newsletter schon seit Jahren „abonniert“ und schon in Zeiten vor dem Internet regelmäßig von dort schriftliches Material bezogen. Gerade weil dort alles „behandelt wird“, kann ich diese Quelle nur wärmstens empfehlen.

    Auf die Daten meiner PV werde ich gesondert eingehen. Mir scheint da für „lokale Regelung“ noch viel Potenzial. Auch, wenn ich nun täglich „händisch“ meine Daten erhebe, sehe ich noch zu viel geht „ins (Orts) Netz. Gern würde ich auch das noch lokal verbraten. Schließlich wird aus Sonnenstrom nur das was es sowieso geworden wäre – Wärme – und die Bilanz ist damit voll und ganz ausgeglichen. So scheue ich mich keineswegs diese „Edelenergie“ thermisch zu nutzen. Warum nicht damit heizen, Warmwasser bereiten ? Solange dafür nicht irgendwo (womöglich weit weg) etwas verbrannt werden muss, ist alles bestens….

    Ach ja, Erhard, ich bin sehr wohl der Meinung, man kann durchau voraussehen wann eine Ladung Wäsche „solar behandelt werden kann“. Der Elektromotor einer Waschmaschine ist nur kein ganz großer „Verbraucher“. Das 60grätige Wasser durchaus. Sobald das aber aus einem WW-Speicher kommt, ist der Zeitpunkt sehr flexibel handhabbar. Klar, nicht zu jeder Jahreszeit, wenn wundert das ? Kartoffel reifen nun mal ebenfalls nicht im Januar (jedenfalls bei uns). Alles eine Frage der notwendigen Veränderungen. Energiewandel ist ein Paradigmenwechsel – nicht mehr, aber auch nicht weniger – ob allerdings Homo Sapiens diese Kuh vom Eis bringt ???

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  2. Rainer

    Inwieweit sich meine Überlegungen auswirken (so sie realisiert werden !) kann ich allenfalls annehmen. Energetische „Autarkie“ dürfte bei den gegebenen klimatischen und sonstigen Bedingungen kein realisierbares Ziel sein. Doch jeder Schritt in dieses Richtung ist sicher hilfreich. Nicht unbedingt für all jene welche an unserer Abhängigkeit erfreulich einträglich verdienen. Egal mit welchen Mitteln, werden diese erfreulichen Zeitgenossen immer daran arbeiten diesen speziellen Status Quo in ihrem Sinn zu erhalten.

    Eine Methode davon ist gut dokumentiert. Man behaupte, PV sei DER Kostentreiber. Da wird gerne die auch sonst nicht mit materiellen Gütern gesegnete Bevölkerungsgruppe herangezogen. „Wir“ Reichen bereichern uns an diesen bedauernswerten Menschen und lassen jene unsere gigantischen Gewinne bezahlen. Keine Ahnung wie viele „Lohnschreiber“ sich in all den öffentlich zugänglichen Foren und ganz besonders in den Kommentarseiten der größeren Publikationen immer dann zu Wort melden, wenn gerade wieder eine „EE-Sau“ durchs digitale Dorf getrieben wird. Kennzeichen dieser „besorgten Zeitgenossen“ ist die völlige Resistenz gegenüber jedweder logischen Argumentation, wissenschaftlichen Ergebnissen und Studien mit positiven Ergebnissen.

    Da ist keinerlei Interesse oder gar Meinungsänderung spürbar, wenn z.B. die permanente steuerliche Subvention von fossilen und oder atomaren „Energiewandlern“ aufgezeigt wird. Nur so, für jene welche diese Quelle (in Form von PDF) noch nicht kennen : http://www.foes.de/publikationen/ wo sich sehr interessante und aufklärende Information finden (die man leider wenigstens auch lesen muss).

    Nun ich versuche es für mich simpel zu gestalten. Was ich vermeiden kann, steht an erster Stelle. Leider mag ja so mancher meine Heizmethode (durchaus zu recht) kritisch sehen. Nun ich oute mich mal – ich heize mit elektrischer Energie. Das ist quasi „historisch“ bedingt. Zum Zeitpunkt meine Ansiedlung im schönen Hessenland wurde ich auch einer der Beschäftigten in einem gewissen AKW – welches gern etwas harmloser KKW genannt werden möchte. Ein sehr erfreulicher Teilaspekt dieser Beschäftigung war eine jährliches Stromkontingent (Gehaltsbestandteil) sowie „unschlagbare“ Strompreise für alles was darüber liegen könnte. Kein Wunder also, meine Heizmethode war und ist elektrischer Strom der sehr einfach in sehr preisgünstigen Vorrichtungen zu Wärme wird. Anschaffungskosten (selbst die Fußbodenheizungen) vernachlässigbar gering und besonders wichtig – alles selbst bau-, wart- und reparierbar dank des richtigen Berufs. Kein Wunder also, bei jeder Kalkulation zu anderen Formen einer Heizung, konnte keine (allein schon der Gerätekosten wegen) diese Entscheidung verdrängen.

    Nun „einziger“ positiver „Nebeneffekt“, vom Anfang an, war die Wärmedämmung (in den 70ern) bei mir nicht nur eine Thema, sondern ich habe schon damals für Dämmwerte gesorgt, welche erst so 2009 überholt waren. Daran (diese zu verbessern) arbeite ich gegenwärtig und soweit es die Dachflächen angeht habe ich dort im Zuge der PV-Installation (zumindest dort) bereits „Passivhauswerte“ realisiert. An Wänden und inzwischen in die Jahre gekommenen Iso-Fenstern arbeite ich noch. Da die bis vor wenigen Jahren üblichen Ölheizungen umwelttechnisch wohl kaum günstiger abschnitten, als „Heizenergie“ aus Strom (alles einkalkuliert was da negativ ist), hält sich mein schlechtes Gewissen in engen Grenzen.

    Einen gewisser Trost war für mich die Tatsache, jedes elektrische Gerät – Lampen, Backofen, Waschmaschine usw. – war zumindest während der Heizperiode auch „Heizung“. Da meine notwendige Heizleistung schon sehr niedrig war, habe ich kräftige Deckenstrahler durchaus als „Zusatzheizung“ genutzt. Natürlich im Sommer ist so was nicht wirklich willkommen. Inzwischen bin ich über sog. „Energiesparlampen“ (Leuchtstofflampen gab es eigentlich schon sehr lange bevor dieser Name „erfunden“ wurde) nun bei LED gelandet. Einige davon als „ewiges Licht“ in fensterlosen Nebenräumen. Ja ich muss noch „einsparen“ – jedenfalls immer dann, wenn die Sonne aus diesem oder jenem Grund nicht scheinen mag.

    Doch wenigstens ein Teil des „Sparens“ ist eigentlich ein Verlagern in den Bereich wo genügend solare Energie zur Verfügung steht. In diesem „Zeitfenster“ zu sparen ist widersprüchlich. Alles was hilft die Fremdenergie zu vermeiden oder wenigstens zu reduzieren, ist doch ein logisches Ziel. Das ist es je nach Ansatz, zu komplex um selbst der „Controller“ zu sein. Ergo muss dieses Problem mit den uns heute zur Verfügung stehenden Mitteln angegangen werden. Wenn es gelingt, möglichst alles was „speicherbar“ ist, auch aus der selbst geernteten Energiemenge zu beziehen, hat man / frau die „Sache wirklich im Griff“. Nicht nur das diese Leistung bereits jetzt kostengünstiger ist als aus dem „Netz“ bezogene elektrische Leistung, eine ganze Reihe von „latenten“ Einsparungen sind damit verbunden. Was nicht übers Netz kommen muss (dabei meine ich durchaus alle Etappen in unserem Verteilungsnetz), hat erst mal keine Übertragungsverluste. Verluste die lt, „Umweltbundesamt jährlich etwa 600 TWh elektrische Energie verbraucht. Davon gehen rund 25% bei der Energieübertragung und -umwandlung verloren“. Was erst gar nicht ins Netz geht, stellt dort auch keine wie immer geartete Anforderung dar.

    Sicher vom Standpunkt eines einzelnen Haushalts mit PV-Anlage mag der Effekt ja vernachlässigbar klein sein. Doch wie sieht der Effekt aus, wenn alle >1,3 Millionen PV-Anlagen in D diese Zielsetzung haben ? Übertrifft doch (Stand 2012) dieser „Kraftwerkstyp“ mit bis dahin 32,4 GW Nennleistung, mit dieser installierten Leistung alle anderen Kraftwerkstypen nunmehr seit Jahren. Kein Wunder also (jedenfalls für mich), dass keiner das auch noch fördern möchte (jedenfalls von denen, welche sowohl an Verlustleitung und allgemeinem Verbrauch kräftig verdienen) Dazu gehört selbstverständlich auch „Vater Staat“, der diesen „Windfall“ (Marktlagengewinn) nur zu gerne ausschöpft und das auch noch gegen die Energiewende gerichtet, was sicher nicht nur mir als besonders perfide erscheint.

    Bleib nur, sich selbst darum zu bemühen diesen Zustand „lokal“ zu verändern. Dazu gehört erst mal ein einheitlicher Standard die eigenen Verbrauchs- und Einspeisedaten dort zu erhalten wo auch abgerechnet wird – am Zähler. Klar das lässt sich dauerhaft nur sinnvoll an einem sog. „Smartmeter“ realisieren. Es gibt da bereits eine „Schnittstelle“. Was fehlt (womöglich nur mir) ist eine „offene“ Weiterverarbeitung der so zugänglichen Daten. Entsprechend „NICHT-proprietäre Software“ zum Steuern von nachgeschalteten Geräten mit genormten Schnittstellen. Ich bin sicher, es wird sich da sehr schnell ein Markt herausbilden der es erlaubt jede Form der Regelung an die persönlichen Verhältnisse jeden „PV-Haushalts“ anzupassen. Was ich bislang kenne sind alles Insellösungen die kein Einbinden von selbst erdachten Lösungen ermöglichen. Erst wenn jedes el. Gerät im Haushalt unter der „übergeordneten“ Kontrolle einer flexiblen „Automatik“ steht, wird ein maximal effektiver Nutzen entstehen. Da sind diese funkferngesteuerten Zwischenstecker eine denkbar primitive Lösung. Nun ja nicht jede E-Installation bietet zentral so viele Möglichkeiten wie die meine. Warum sollte ich über Funk einen Zwischenstecker steuern, wenn ich das bereits in der Verteilung über einen preiswerten Schützt tun kann ? Was mir fehlt habe ich ja schon angedeutet. Nun ja das werde ich nun in Angriff nehmen ….

    Wer es noch nicht kennt hier „Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland – Fassung vom 28.4.2013“ : http://www.ise.fraunhofer.de/de/veroeffentlichungen/veroeffentlichungen-pdf-dateien/studien-und-konzeptpapiere/aktuelle-fakten-zur-photovoltaik-in-deutschland.pdf

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  3. Achim

    Nur eine kleine Anmerkung noch zur Waschmaschine.
    Sobald meine PVA über 2000 Watt erzeugt schau ich mir kurz das Wetter draußen an und wenn da keine größere Wolke in der nächsten Viertel-Stunde vorbeiziehen wird wird die Waschmaschine eingeschaltet. Den hohen Verbrauch hat diese nur am Anfang wenn das Wasser aufgeheizt wird, danach wird nur noch der für den E-Motor gebraucht. 4-500 Watt reichen dafür.
    Ich würde es nicht wollen daß i-wo im Haus ein Gerät autom. anspringt und ich dann vlt nicht im Haus bin. Nachher passiert da noch was.
    Sobald die Stromspeicher günstiger sind hat sich das Thema smartgrid/intelligentes Stromnetz sowieso erledigt.

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  4. Martin

    Hallo,

    zum Thema Waschmaschine: Ich habe keine PV anlage sondern nur Solarthermie. Dabei ziehe ich mir die Sonnenscheindaten für die nächsten Tage aus dem Web und errechne daraus meine Prognose. Damit kann ich dann beispielsweise, wenn ein hoher Ertrag azusehen ist, anders wirtschaften. als wenn die nächsten Tage Bewölkung herrscht. Im letzteren Fall begrenze ich beispielsweise die Laufzeit der Umwälzpumpe um den Speicher möglichst lange warm zu halten.
    In ersterem Fall wenn die Sonne richtig knallt ist der Speicher schon mittags voll, d.h ich kann auch mal daran denken, Heizleistung in die Heizungen oder sogar in den Keller zu pumpen oder die Waschmaschine anzuschalten. Im Hochsommer habe ich natürlich oft Überschuß und wer will schon bei 30° noch mehr Wärme ins Haus pumpen. In den Übergangszeiten kann ich aber so an manchen Tagen die Heizung auslassen.
    Man kann es beliebig weit treiben, jeder nach seinem Geschmack, beispielsweise kann die Haussteuerung an den Smartphones die sich ins Wlan einloggen erkennen, wer zu Hause ist und wer nicht. Dementsprechend kann man die Zimmer beheizen oder die Heizungen abstellen.
    Ein „Aus dem Haus“ Schalter kann z.B Alles runterfahren.
    Einen weiteren Beitrag leisten Rolläden bzw Jalousien, die völlig automatisch fahren und so z.B gezielt Wärmeverlust vorbeugen können oder bei Sonnenprognose öffnen und Wärme durch die Fenster ins Haus lassen.
    Die Steuerung zieht sich am Vorabend die Werte und entscheidet dann, welche Regelung für die Nacht und den nächsten Tag angewendet wird.

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