Vom Wetter abhängige Leistung: Forschende wollen Prognosen des PV-Ertrags verbessern

Wie viel Strom eine Photovoltaik-Anlage liefert, hängt stark vom Wetter ab. Für Stromnetzbetreiber sind Vorhersagen der erzeugten Leistung daher von grosser Bedeutung: Sie müssen vorausschauend reagieren und versuchen Probleme im Netz zu verhindern, die entstehen, wenn mehr oder weniger Solarstrom als erwartet eingespeist wird. Weiter sind auch Stromhändler an guten Prognosen interessiert, um die Preisentwicklung an den Strombörsen abschätzen zu können. Die heute gebräuchlichen Intraday-Vorhersagen der erzeugten Photovoltaik-Leistung basieren hauptsächlich auf Wettervorhersagemodellen und führen tendenziell zu grossen Vorhersagefehlern, insbesondere bei wechselhaften und wolkigen Wetterbedingungen. Um einen kostengünstigeren Betrieb von Solaranlage zu ermöglichen und die Kosten zu senken, die Netzbetreibern und Versorgungsunternehmen für Standby- und Speicherkapazitäten sowie für suboptimale Angebotsstrategien an Strommärkten entstehen, braucht es genauere Intraday-Prognosen des erzeugten Solarstroms sowie ein besseres Verständnis und eine Quantifizierung der Prognoseunsicherheiten.

Zuverlässige und genaue Intraday-Vorhersagen

Dieser Herausforderung hat sich eine Gruppe von Forschenden unter der Leitung von Angela Meyer, Professorin für Angewandtes Maschinelles Lernen und Industrial Analytics an der Berner Fachhochschule BFH, in einem vom Schweizerischen Nationalfonds finanzierten Projekt angenommen. Ziel ist es, ein Framework zu entwickeln, dank dem sich genauere und zuverlässigere Intraday-Vorhersagen der Sonneneinstrahlung über dem Schweizer Mittelland machen lassen. Dort befindet sich der Grossteil der derzeitigen und der zusätzlichen zukünftigen Schweizer Photovoltaikkapazität. Innerhalb des Projekts entwickeln die Forschenden zudem genauere Verfahren für kurzfristige Vorhersagen der erzeugten PV-Leistung. Das soll ein verbessertes Risikomanagement und geringere Betriebskosten ermöglichen.

PV-Potenzial auf über 1000 m ü. M. wird unterschätzt

Das Projekt, an dem neben der BFH auch die ETH Zürich und das Finnish Meteorological Institute beteiligt sind, läuft noch bis Ende 2025. Erste Zwischenresultate präsentieren die Forschenden in einer Studie. Darin zeigen sie auf, dass es bei auf Satellitendaten gestützten Schätzungen des Solarpotentials zu grossen Fehlern kommt, und das Solarpotential insbesondere im Winter in Gebieten über 1000 m ü. M. unterschätzt wird.