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1 FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR SOLARE ENERGIESYSTEME ISE Ertragsgutachten für PV-Anlagen vor dem Hintergrund von Global Dimming and Brightening Björn Müller, Anton Driesse Fraunhofer ISE Martin Wild ETH Zürich Klaus Behrens Deutscher Wetterdienst Fachtagung Energiemeteorologie Grainau, 4. Juni 2013

2 AGENDA Ausgangspunkt: Vergleich von Messung und Ertragsgutachten Global Dimming and Brightening in Deutschland Entwicklung der Direkt- und Diffusstrahlung (horizontal) Entwicklung der Solarstrahlung in geneigte / nachgeführte Flächen Optionen für Solarstrahlungsprognosen Fazit und Ausblick 2

3 Vergleich Messung und Ertragsgutachten Anlagen für die mindestens 5 Jahre Messdaten vorliegen und für die ein Gutachten erstellt wurde Im Mittel sehr gute Übereinstimmung von gemessener und prognostizierter PR Einstrahlung und Ertrag deutlich höher als im Gutachten prognostiziert 3

4 Global Dimming and Brightening in Deutschland 8 DWD-Messstationen mit langjähriger GHI-Messung Rückgang der Globalstrahlung von 1950 bis Anfang der 80er, relativ starker Anstieg bis heute Zeiträume und Trends entsprechen im Wesentlichen bisherigen Veröffentlichungen (Global Dimming and brightening: A review, Wild 2009) Quelle: Rethinking solar resource assessments on the background of global dimming and brightening (eingereicht bei Solar Energy ) 4

5 Entwicklung der Direkt- und Diffusstrahlung (horizontal) Stundenwerte GHI / DIF für 1991 bis 2010 Geringerer Anstieg als im gesamten Brightening-Zeitraum (ab Anfang der 80er), aber: weniger Standorte, andere Datenfilterung, somit nicht direkt vergleichbar Ursache Anstieg Globalstrahlung: starker Anstieg der Direktstrahlung, bei Rückgang der Diffusstrahlung 5

6 Solarstrahlung in geneigte / nachgeführte Flächen Gegenüber horizontal stärkerer Trend in 30 Süd geneigter Fläche (GTI) Mehr als verdoppelter Trend für global normal (GNI) Stärkster Trend für direkt normal (DNI) Verschiebung der energetischen Verteilung der einfallenden Strahlung zu höheren Einstrahlungsniveaus (-> Einfluss auf PR) 6

7 Optionen für Solarstrahlungsprognosen Strahlungsniveau derzeit etwa 5% über Langzeitmittel Zukünftige Entwicklung ist bisher nicht prognostizierbar Bei Annahme von Persistenz (des Mittelwerts, nicht des Trends) wird die Solarstrahlung in den nächsten 20 Jahren damit 5% über dem langjährigen Mittel liegen 30jähriges Mittel (bisher Standard für Deutschland) liegt nur 0,7% über Langzeitmittel 7

8 Fazit und Ausblick Unsicherheiten aus möglicher Abweichung der historischen (im der Prognose verwendeten) Globalstrahlung zur Globalstrahlung im Prognosezeitraum etwa +-4% für geneigte Flächen Unsicherheit bei DNI deutlich höher (> +-10%) Diese Unsicherheiten wurden bisher in der Regel in Gutachten nicht berücksichtigt Statt bisher möglichst langjährige Mittelwerte zu verwenden, besser aktuelle Zeitreihe verwenden, Vorschlag: die jeweils letzten 10 Jahre (Kompromiss um Schwankungen in Einzeljahren zu kompensieren und gleichzeitig aktuelle Daten zu verwenden) Vergleich alte / neue Methodik mit Messdaten muss noch erfolgen (Einfluss auf PR?) Trends in Satellitendaten? 8

9 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Björn Müller 9

10 Abweichungen der Mittelwerte im Prognose- und im Referenzzeitraum Abweichungen der Mittelwerte im Prognosezeitraum von den Mittelwerten im Referenzzeitraum (rollierend für 10/20/30 jährigen Referenzzeitraum) Vergleichswerte für alle drei Varianten liegen nur zum Zeitpunkt der Trendumkehr (80er Jahre) vor 10

11 Energetische Verteilung Verschiebung hin zu höheren Einstrahlungen DNI: Anfang der 90er etwa 10% der Energie bei Einstrahlungen > 800 W/m 2, jetzt 20% 11

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