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status_changed: 2018-06-13 13:42:02
type: doctoralThesis
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creators_name: Buchmann, Tina Timandra
title: Potenzial von Photovoltaikanlagen zur Ableitung
raum-zeitlich hoch aufgelöster Globalstrahlungsdaten
–
Entwicklung eines Verfahrens zur Ableitung von
Anlagencharakteristika und atmosphärischen Parametern aus
Photovoltaikleistungsdaten
subjects: 500
subjects: 530
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divisions: 120700
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adv_faculty: af-12
cterms_swd: Photovoltaik
cterms_swd: Energiemeteorologie
cterms_swd: Umweltphysik
cterms_swd: Atmosphärenphysik
cterms_swd: Geographie
abstract: Um das Messnetz für Globalstrahlung auszubauen, wird in dieser Arbeit das Verfahren PV2RAD
vorgestellt. PV2RAD ermöglicht die Ableitung von direkten und diffusen Strahlungsflussdichten
aus Leistungsdaten von Photovoltaikanlagen. Zunächst werden die Photovoltaikanlagen mit Hilfe
von vier anlagenspezifischen Parametern an klaren Tagen charakterisiert. Im Anschluss werden
auf Grundlage der Leistung von Photovoltaikanlagen und den anlagenspezifischen Parametern,
unter Anwendung der linearen Inversion, die direkte und die diffuse Strahlungsflussdichte in
Abhängigkeit der atmosphärischen Parameter abgeleitet. Auf Grundlage der aus der Inversion
abgeleiteten direkten Strahlungsflussdichten kann der atmosphärische Parameter Aerosol Optische
Dicke an klaren Tagen standortgenau bestimmt werden.
PV2RAD wird an einer Testanlage am Standort Hochschule Bonn-Rhein-Sieg getestet und validiert.
Für sieben klare Tage werden die direkte und die diffuse Strahlungsflussdichte ermittelt. Dabei
liegt die Differenz zwischen gemessener und aus der Inversion abgeleiteter Strahlungsflussdichte
im Tagesgang zwischen 2% und 9%. Anschließend wird PV2RAD auf sechs Photovoltaikanlagen
des Versorgungsgebiets der AllgäuNetz GmbH & Co. KG angewandt. Die Differenz zwischen
gemessener und aus der Inversion abgeleiteter Strahlungsflussdichte im Tagesgang liegt durchschnittlich
zwischen 2% und 16%.
Die aus der Inversion abgeleiteten Strahlungsflussdichten sind im Vergleich zu den etablierten
Verfahren (Satellit, Bodenmessstation und Wettermodelle) zeitlich und räumlich höher aufgelöst.
abstract_translated_text: The present thesis proposes a novel method (PV2RAD) that uses power records of solar
photovoltaic systems to infer direct and diffuse irradiance. PV2RAD has two components: a
forward and a backward model (linear inversion). The forward model infers the characteristics of
each individual system. The backward inversion model uses the generated power of individual
photovoltaic systems to calculate direct and diffuse irradiance as a function of meteorological
parameters for clear sky days. Furthermore, the atmospheric parameter aerosol optical depth
(and in future the cloud optical depth) can be derived from the recorded PV power.
A photovoltaic system at the Hochschule Bonn-Rhein-Sieg is used to test and validate the
method. The deviation between the measured and modelled irradiance ranges between 2% and
9%. PV2RAD is then applied to six in-field photovoltaic systems within the distribution network
of AllgäuNetz GmbH & Co KG. The deviation between the measured and modelled irradiance
ranges between 2% and 16%.
PV2RAD has in comparison to established methods (irradiance from satellites, weather models
or pyrnometers) a higher spatiotemporal resolution.
abstract_translated_lang: eng
date: 2018
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00024687
ppn_swb: 1654330833
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-246877
date_accepted: 2018-05-28
advisor: HASH(0x564e1c299db0)
language: ger
bibsort: BUCHMANNTIPOTENZIALV2018
full_text_status: public
citation:   Buchmann, Tina Timandra  (2018) Potenzial von Photovoltaikanlagen zur Ableitung raum-zeitlich hoch aufgelöster Globalstrahlungsdaten – Entwicklung eines Verfahrens zur Ableitung von Anlagencharakteristika und atmosphärischen Parametern aus Photovoltaikleistungsdaten.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/24687/1/Doktorarbeit_Tina_Buchmann.pdf