Die Planung m\u00f6glichst wirtschaftlicher Solarkraftwerke ist nicht trivial, da eine Vielzahl von Faktoren zu ber\u00fccksichtigen ist. <\/p>\n
Fraunhofer-Forscher haben gemeinsam mit Siemens Energy Photovoltaics eine Software entwickelt, die die Konzeption vereinfacht<\/strong><\/p>\n
Der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Energiemix steigt weltweit rapide. Die Photovoltaik (PV) spielt mit Wachstumsraten im dreistelligen Bereich eine wichtige Rolle. Nach Angaben von Marktforschungsunternehmen wuchs der PV-Markt im Jahr 2010 um 139 Prozent. Deutschland steht an der Weltspitze dieser Technologie, bei der mithilfe von Solarzellen Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Doch die Planung von gro\u00dfen PV-Kraftwerken, die sich \u00fcber mehrere Quadratkilometer erstrecken, ist komplex.<\/p>\n
Neben Kundenvorgaben, Vorschriften und F\u00f6rderma\u00dfnahmen der Regierungen m\u00fcssen zahlreiche Faktoren wie Wetter, Klima, Gel\u00e4ndetopographie und Standort ber\u00fccksichtigt werden. Diese wiederum beeinflussen die Auswahl und die Platzierung der einzelnen Komponenten. Das beinhaltet die PV-Tische mit den Solarmodulen, die Wechselrichter und Kabel sowie die Zufahrtswege. Bislang entwerfen Ingenieure Anlagendesigns mit CAD-Programmen, wobei jedes Layout und jede Variante einzeln erstellt werden muss. Ein Vorgang, der viel Zeit in Anspruch nimmt. Um eine geplante Anlage zu verbessern oder um unterschiedliche Konzepte miteinander zu vergleichen, muss h\u00e4ufig der gesamte Planungsprozess wiederholt werden.<\/p>\n
Per Knopfdruck mehrere hundert Anlagendesigns <\/strong><\/p>\n
Dieses Vorgehen wird k\u00fcnftig deutlich verbessert: Forscher des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern haben in Zusammenarbeit mit Siemens Energy Photovoltaics eine neuartige Planungssoftware entwickelt, die es erm\u00f6glicht, Solaranlagen schneller und besser zu bauen. „Mit unseren exklusiv f\u00fcr die Siemens-Software PVplanet (PV Plant Engineering Toolbox) programmierten Algorithmen erhalten Ingenieure in einem Durchgang automatisiert mehrere hundert unterschiedliche Anlagendesigns. Weniger als eine Minute Rechenzeit f\u00e4llt hierf\u00fcr an“, sagt Dr. Ingmar Sch\u00fcle, Wissenschaftler am ITWM.<\/p>\n
Der Anwender muss lediglich Parameter wie beispielsweise die Topographie des Baugel\u00e4ndes und die zu verwendenden Modul- und Wechselrichtertypen eingeben. Zudem kann er an einer Vielzahl von Stellschrauben drehen, wie etwa Ausrichtung, Abstand und Neigungswinkel der Solartische, und schnell die Auswirkungen auf die Qualit\u00e4t des Planungsergebnisses untersuchen.<\/p>\n
Kostenabsch\u00e4tzung und Ertragsberechnung inklusive <\/strong><\/p>\n
Um die entworfenen PV-Kraftwerke zu bewerten, wird eine Ertragsberechnung durchgef\u00fchrt, die die Simulation des Wetters in der jeweiligen Region, den Sonnenverlauf \u00fcber das Jahr und das physikalische Modulverhalten inklusive Verschattungseffekten umfasst. Damit und mit einer Absch\u00e4tzung der Investitions- und Betriebskosten kann das Planungswerkzeug den LCOE (Levelized cost of energy), also die Stromgestehungskosten bestimmen. Durch den Vergleich der Anlage mit einer Vielzahl \u00e4hnlicher Konfigurationen kann der Planer die Sensitivit\u00e4t der verschiedenen Stellschrauben untersuchen und aus einer Vielzahl an L\u00f6sungen die richtige finden.<\/p>\n
„Die Software unterst\u00fctzt den Experten bei seiner Entscheidung und hilft ihm, f\u00fcr das Baugel\u00e4nde das bestm\u00f6gliche PV-Kraftwerk zu entwerfen. Was \u203aam besten\u2039 ist, h\u00e4ngt von vielen Aspekten ab \u2013 von den W\u00fcnschen des Auftraggebers, den Standort- und Umweltbedingungen, von der Einspeiseverg\u00fctung und dem Finanzierungskonzept. All diese Kriterien werden ber\u00fccksichtigt“, so Sch\u00fcle.<\/p>\n
Auch Dr. Martin Bischoff, Projektleiter bei Siemens AG, Energy Sector, ist von diesem Ansatz \u00fcberzeugt: „Neben der Zeitersparnis verschafft das Planungswerkzeug vor allem eine \u00dcbersicht \u00fcber den Optimierungsspielraum und unterst\u00fctzt somit bestm\u00f6glich bei der Planung wirtschaftlich optimierter Anlagen. Bis dato gibt es keine Planungssoftware von diesem Umfang und Detaillierungsgrad.“<\/p>\n