Energiemanagement vom Dach

Ziel der Projektpartner Fronius International GmbH, Blue Sky Wetteranalysen und ASIC – Austria Solar Innovation Center war es, erstmals Photovoltaik- und Wetterdaten erfolgreich zu verknüpfen und dabei den Nutzen bzw. Mehrwert für den einzelnen Anlagenbetreiber festzustellen. Das Neue am Projekt »PV-SFD« ist, dass man Messdaten unterschiedlicher PV-Anlagen mit historischen Wetterdaten verknüpfte, um daraus zielsichere Prognosen für den Betrieb der einzelnen PV-Anlage zu erlangen. Entgegen üblicher, manueller Auswertungen sind so automatisierte Analysen des Anlagenertrags möglich. Vice versa gelang es, Wetterprognosen erstmalig durch Daten aus einem großen PV-Anlagen-Netz zu verbessern; insbesondere die für erneuerbare Energieanlagen wichtigen kurzfristigen Prognosen. Wetterströmungen können damit noch exakter definiert werden.

Durch die Kombination von PV-Messdaten und Wetterdaten kann der Anlagenbetreiber seinen Ertrag besser prüfen und den Eigenverbrauch durch den prognosegesteuerten Betrieb erhöhen. Die PV-Anlage rechnet sich früher und das Netz wird weniger belastet. Entsprechende Kontrollläufe erkennen Fehlfunktionen automatisch.

Anlageneffizienz feststellen
Eine Möglichkeit die Anlageneffizienz festzustellen ist über die Wechselrichter von Fronius. Diese wandeln in PV-Anlagen den Gleichstrom der PV-Module in netzkonformen Wechselstrom um und sammeln Messdaten im System. Mit diesen Daten kann der Betreiber dann seinen Anlagenertrag feststellen, einen Referenzwert generieren, mit historischen Daten vergleichen und bilanzieren. Diese Variante ist aber wegen zahlreicher Einflüsse, insbesondere des Wetters, anspruchsvoll, und externe Überwachungssysteme kosten zusätzlich Geld.

Deshalb versuchten die Projektpartner einen anderen Zugang: Sie bedienten sich sogenannter »virtueller Sensoren«, die durch physikalische Zusammenhänge einen Referenzwert aus anderen Ersatzgrößen berechnen. Werden die Messdaten in ein Energiemanagement eingespeist, kann man in kürzester Zeit gravierende Leistungsabfälle feststellen. Das können fehlerhafte Komponenten sein, aber auch der Schatten eines Baumes. Diese Kontrollfunktion soll über berechnete Algorithmen so weit gehen, dass der Anlagenbetreiber über sein Energiemanagement z. B. via E-Mail über einen Leistungsabfall informiert wird.

Energiemenge vorhersagen, Ertrag steigern
Prognostizieren Meteorologen das Wetter, berechnen sie das zum einen aus historischen Werten, zum anderen aus den Daten eines umfangreichen Netzes meteorologischer Stationen. Die Projektpartner begannen also PV-Daten mit Wetterdaten zu verknüpfen und diese in die Prognosemodelle des meteorologischen Büros Blue Sky einzuspeisen. Es hat sich gezeigt, dass die Qualität der Wetterprognose deutlich stieg, da das Netz an Messpunkten, also PV-Anlagen, viel feinmaschiger wurde. Zudem konnte neben den Sonnenstunden auch die voraussichtlich erzeugte Energiemenge der PV-Anlage genauer vorausgesagt werden. Das heißt: Umgelegt auf ein Energiemanagement kann der Eigenverbrauch viel besser geplant und der Ertrag wesentlich gesteigert werden.

Alles Gute kommt vom Hausdach
Die Kooperationspartner gingen noch weiter. Es soll möglich werden, über ein intelligentes Energiemanagement Haushaltsgeräte wie z. B. Waschmaschinen, Geschirrspüler direkt anzusteuern. Diese werden dann eingeschaltet, wenn Wetterdaten und PV-Sensoren über längere Zeit volle Leistung prophezeien. Einzige Voraussetzung: Die Qualität der Vorhersage muss hoch sein, da sich sonst der Vorteil rasch ins Negative umkehrt. Aber das wurde in einem vorangegangenen Schritt bereits als machbar belegt.

Zudem wurden im Zuge des Projekts Algorithmen zum Finden und Vergleichen ähnlicher PV-Anlagen entwickelt. Dadurch können erstmalig Systeme ohne zusätzliche Sensordaten überprüft werden. An einer Implementierung und Konvertierung der entwickelten Algorithmen auch im Sinne der Endkunden wird derzeit gearbeitet. Auf Basis der aktuellen Ergebnisse folgt ein Projekt auf nationaler Ebene, in dem am Energiemanagement für erneuerbare Energiesysteme geforscht wird. Das Projekt »PV-SFD« wurde mit Mitteln des Landes Oberösterreich gefördert.

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