Eigenverbrauch von Solarstrom bedeutet, dass der durch Solaranlagen selbst erzeugte Strom direkt vor Ort genutzt und nicht ins öffentliche Stromnetz eingespeist wird.
Während bislang die Einspeisung von selbst erzeugtem Solarstrom in das öffentliche Netz der Regelfall war, gewinnt vor dem Hintergrund der sinkenden Einspeisevergütung der Eigenverbrauch an Bedeutung.
Der Eigenverbrauch kann durch intelligenten Stromverbrauch erhöht werden, wenn Verbraucher gezielt tagsüber oder sogar zu besonders sonnigen Zeiten eingeschaltet werden. ~ WikipediaSeit dem 1. April 2012 wird bei Neuanlagen der Eigenverbrauch von Solarstrom nicht mehr vergütet, d.h. der Eigenverbrauch wird immer attraktiver.
Um seinen Eigenverbrauch steuern zu können, braucht man möglichst verlässliche Daten über das kommende Wetter, was mit entsprechenden Unsicherheiten belegt ist. Um eine Vorhersage treffen zu können, benötigen wir also vereinfacht gesagt eine Prognose für die Sonneneinstrahlung, am Besten verteilt über den Tag.
Eine der einfachsten Fragen ist,
Hier soll es nur darum gehen, für die "Entscheidung" die entsprechenden Daten zur Verfügung zu stellen.
Schauen wir uns dazu verschiedene Vorhersagen für "morgen" an:
Sollte die Waschmaschine / der Trockner eher vormittags oder nachmittags laufen?Wie das dann gesteuert wird, ist dann wieder eine ganz andere Frage, von (z.B. am Wochenende) auf die Uhr gucken und einschalten über Zeitschaltuhr bis zur programmierbaren/fernschaltbaren Steckdose ist alles möglich.
Hier soll es nur darum gehen, für die "Entscheidung" die entsprechenden Daten zur Verfügung zu stellen.
Analyse
Wettervorhersagen bekommt ja überall im Netz, aber welche Daten braucht man eigentlich für eine berechenbare Vorhersage?!
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| meteoblue.com |
Bei Solar-Wetter.com gibt es auch noch eine Prognose des spezifischen Solarstrom-Tagesertrags für PLZ-Bereich und Tag, aber dieser bietet auch nur (beispielhafte) Anhaltswerte:
clear sky: 4,66 kWh/kWpDie meisten der verfügbaren Vorhersagen haben keine vernünftig maschinell auswertbare Aussage über den Sonnenverlauf während des Tages.
real sky: 1,59 - 2,53 kWh/kWp
Bei Wunderground.com kommen wir der Sache schon näher.
Was hier verwendbar ist, ist der "Bedeckungsgrad".
Der Gesamtbedeckungsgrad gibt an, wie groß der Anteil des Himmelsgewölbes ist, der insgesamt mit Wolken bedeckt ist. ~ WetterlexikonDamit haben wir schon mal eine Prozentzahl für auf Stundenbasis. Wunderground hat zudem eine API, über die wir stundengenau die Vorhersage für die nächsten 36 Stunden bekommen.
Sky Cover is the expected amount of opaque clouds (in percent) covering the sky valid for the indicated hour. ~ National Weather Service
Also brauchen wir den Bedeckungsgrad nur noch in die erwartete Anlagenleistung umrechnen...
Umsetzung (top-down)
Die zu erwartende Anlagenleistung hängt ab von der prognostizierten Einstrahlung.
Die prognostizierte Einstrahlung ergibt sich dann aus
- einem Einstrahlungs-Basiswert (fix oder Durchschnitt letzte x Tage)
- multipliziert mit dem prognostizierten "Nicht-Bedeckungsgrad"
- multipliziert mit der Modul-Nennleistung
Konfiguration (bottom-up)
Die Prozentwerte des Bedeckungsgrades werden als ganz normale Messwerte in einen eigenen Kanal geschrieben.
Der Kanal hat die Besonderheit, dass er, dadurch das er Zukunftswerte speichert, änderbar ist.
D.h. wenn neue Messwerte zu einem vorhanden (zukünftigen) Zeitpunkt kommen, werden diese überschrieben und nicht als Doppelmeldung wie bei anderen Kanälen abgewiesen.
Da diese Wert aber den Bedeckungsgrad repräsentiert, müssen wir auf den "Nicht"-Bedeckungsgrad umrechnen durch 100 - Wert.
D.h. wenn neue Messwerte zu einem vorhanden (zukünftigen) Zeitpunkt kommen, werden diese überschrieben und nicht als Doppelmeldung wie bei anderen Kanälen abgewiesen.
Da diese Wert aber den Bedeckungsgrad repräsentiert, müssen wir auf den "Nicht"-Bedeckungsgrad umrechnen durch 100 - Wert.
Dies ist einfach ein Diffentiator der dies mit Hilfe eines Fixwert-Kanals leistet.
Als nächstes benötigen wir einen Wert, mit dem wir diese Prozente für "klarer Himmel" multiplizieren / wichten können. Da sich dies nach dem Sonnenstand richtet, nehmen wir die Tageslichtkurve, entweder mit einer fixen Einstrahlung oder mit einem Einstrahlungssensor-Kanal als Grundlage.
Wenn wir diese beiden Kanäle miteinander mutiplizeren, bekommen wir die Prognose für die zu erwartende Einstrahlung.
Indem wir dem Kanal einen entsprechenden Faktor und die passende Einheit geben, bekommen wir dabei die zu erwartende Leistung.
Solar-Module leisten Ihren Nennwert in Watt unter Standard-Testbedingungen (STC), meist 1000 W/m². Daraus läßt sich die zu erwartende Leistung errechnen:
PAC (W) ∑ PM (W)
---------- = -------------
E (W/m²) 1000 (W/m²)
PAC = Erwartungswert
E = prognostizierte Einstrahlung, errechneter Wert des Kanals∑ PM = Summe aller Modulleistungen unter STC
mit unseren 48 St. 235 W Modulen kommt man auf
PAC = 48 * 235 / 1000 * E (== Kanalwert)Also ist der Faktor bis hier die installierte Leistung in kWp :-)
PAC = 11,28
Da der "Nicht-Bedeckungsgrad" Prozent-Werte zwischen 0 .. 100 liefert, müssen wir diesen und damit den Faktor noch durch 100 dividieren, also Faktor = 0,1128
Wenn kein Einstrahlungssensor zur Verfügung steht, nehmen wir einen Calculator und multiplizieren den Faktor direkt mit einer durchschnittlichen Einstrahlung von z.B. 800 W/m², also
Faktor = 0,1128 * 800 = 90,24
Visualisierung
Zuerst die durchschnittliche Einstrahlung der letzten Tage und der Bedeckungsgrad.
Wenn viele Wolken angesagt sind, fällt die erwartete Leistung entsprechend "schlecht" aus.
Und zuletzt als Erfolgskontrolle der Vergleich mit real erzielten Leistung.
Ich habe als optischen Schwellwert (rot) mal 2000 W angesetzt, wenn die Prognose darüber liegt (blau) ist eine gute Zeit für Eigenverbrauch.
Durch die Größe unserer Anlage kommen wir meist über die 2000 W, interessant wird es bei Anlagen die um 3-4 kWp liegen.
Hier mal ein Tag, wo richtig viele Wolken (bis zu 80%) angesagt waren:
Bei den Wolken wäre sogar bei uns erst nachmittags eine gute Zeit für Eigenverbrauch gewesen :-)
