Mit zunehmendem Anteil der Erneuerbaren Energien an der Energieversorgung weltweit nimmt die

Notwendigkeit zu, Erträge solcher Anlagen vorherzusagen. Das Messen meteorologischer Daten und

deren Bewertung sind eine Grundlage für eine bessere Vorhersage der Energieerträge aus

solarthermischen und photovoltaischen Anlagen. In diesem Umfeld agiert die IEA PVPS Task 16.

Das SPF beteiligt sich bei der Untersuchung von bodengestützten Messmethoden zur Erfassung der

Einstrahlung und der Auseinandersetzung mit dem Einfluss unterschiedlicher Jahresverläufe der

Einstrahlung auf die Vorhersagequalität.

In der ersteren Thematik sind weitestgehend Erfahrungen und Messdaten aus vergangenen

Untersuchungen in das Projekt eingeflossen und mit den anderen Teilnehmenden ausgetauscht

worden. Insbesondere wurden die Strahlungsmessungen von kostengünstigen Systemen verglichen mit

Messungen eines Pyrheliometers, eines Pyranometers und eines Schattenringpyranometers. Die

Abweichungen bei der Direkt-Normalstrahlung wurden analysiert und Schätzungen für zu erwartende

Fehler angegeben.

Bezüglich unterschiedlicher Jahresverläufe wurden verschiedene Wetterdatensätze für TRNSYS-

Simulationen von Solar-Eis Systemen untersucht. Simulationen mit gemessenen Daten wurden für

verschiedene Standorte in der Schweiz durchgeführt, wobei Messungen aus den Jahren 2004-2017

verwendet wurden. Die gleichen Daten wurden mit verschiedenen Methoden auf ein Jahr reduziert.

Einerseits wurden in einem simplen Verfahren Zeitabschnitte (Stunden, Tage und Monate) aufgrund der

mittleren Strahlung aneinandergereiht, andererseits wurden "Typical Meteorological Years" (TMY)

erstellt, bei welchen 12 möglichst repräsentative Monate aneinandergereiht werden. Des Weiteren

wurden Datensätze von Meteonorm und von der SIA verwendet. Die Simulationen wurden dann

bezüglich der Systemeffizienz bewertet. Insbesondere das stündliche Mittelungsverfahren, das TMY

Verfahren, sowie die SIA Daten haben dabei zu besonders genauen Abschätzungen geführt.

Aufgefallen ist ausserdem, dass zwischen den verschiedenen Jahren einer Simulation sehr grosse

Unterschiede bestehen. So kann sich der "Seasonal Performance Factor" um über 100% ändern, wenn

bezüglich Energieeffizienz das schlechteste mit dem besten Jahr verglichen wird.

Neben der Durchführung des PVPS Task 16 Meetings in Rapperswil im Jahr 2018, gab es aktive und

passive Teilnahmen an verschiedenen Treffen und Konferenzen, welche im Zusammenhang mit dem

PVPS Task 16 standen.

Résumé:

Avec la part croissante des énergies renouvelables dans l'approvisionnement énergétique mondial, le

besoin de prévoir les rendements de ces systèmes s'accroît. La mesure des données

météorologiques et leur évaluation constituent une base pour une meilleure prédiction des

rendements énergétiques des systèmes solaires thermiques et photovoltaïques. IEA PVPS Task 16

opère dans cet environnement.

Le SPF est impliqué dans l'étude des méthodes de mesure au sol pour l'enregistrement de l'irradiation

et l'examen de l'influence des différents modèles d'irradiation annuelle sur la qualité des prévisions.

Dans le premier cas, les expériences et les données de mesure des enquêtes passées ont été

largement intégrées au projet et échangées avec les autres participants. En particulier, les mesures

de rayonnement des systèmes à faible coût ont été comparées aux mesures d'un pyrhéliomètre, d'un

pyranomètre et d'un pyranomètre à anneau d'ombre. Les écarts dans le rayonnement normal direct

ont été analysés et des estimations des erreurs attendues ont été données.

En ce qui concerne les différents cours annuels, différents ensembles de données météorologiques

pour les simulations TRNSYS des systèmes de glace solaire ont été étudiés. Des simulations avec

des données mesurées ont été réalisées pour différents endroits en Suisse, en utilisant des mesures

des années 2004-2017. Les mêmes données ont été réduites à un an en utilisant des méthodes

différentes. D'une part, des périodes de temps (heures, jours et mois) ont été enchaînées selon une

procédure simple en raison du rayonnement moyen, d'autre part, des "Typical Meteorological Years"

(TMY) ont été créées, dans lesquelles 12 mois, aussi représentatifs que possible, sont enchaînées.

En outre, des ensembles de données de Meteonorm et de la SIA ont été utilisés. Les simulations ont

ensuite été évaluées par rapport à l'efficacité du système. La méthode de la moyenne horaire, la

méthode TMY, ainsi que les données SIA ont notamment permis d'obtenir des estimations très

précises. On remarque également qu'il y a de très grandes différences entre les différentes années

d'une simulation. Par exemple, le "Seasonal Performance Factor" peut varier de plus de 100 % si l'on

compare la pire année à la meilleure en termes d'efficacité énergétique.

En plus de la conception de la PVPS Task 16 à Rapperswil en 2018, il y a eu une participation active

et passive à diverses conférences liées à la PVPS Task 16.

Summary:

With the increasing share of renewable energies in the global energy supply, the need to predict the

yields of such systems is growing. Measuring and evaluating meteorological data provides a basis for

better forecasting of energy yields from solar thermal and photovoltaic systems. The IEA PVPS Task 16

operates in this environment.

The SPF participates in the investigation of ground-based measurement methods for recording

irradiance and the analysis of the influence of different annual irradiance patterns on the prediction

quality.

In the first topic, experience and measurement data from past investigations have been incorporated

into the project to a large extent and exchanged with the other participants. In particular, the radiation

measurements of low-cost systems were compared with measurements of a pyrheliometer, a

pyranometer and a shadow ring pyranometer. The deviations in the direct normal radiation were

analysed and estimates for expected errors were given.

In the former topic, experience and measurement data from past investigations have been

incorporated into the project to a large extent and exchanged with the other participants. In particular,

the radiation measurements of low-cost systems were compared with measurements of a

pyrheliometer, a pyranometer and a shadow ring pyranometer. The deviations in the direct normal

radiation were analysed and estimates for expected errors were given.

Regarding the interannual variability, different weather data sets were investigated for TRNSYS

simulations of solar ice systems. Simulations with measured data were carried out for various locations

in Switzerland, using measurements from the years 2004-2017. The same data were reduced to one

year using different methods. On the one hand, time periods (hours, days and months) were strung

together in a simple procedure due to the average radiation, on the other hand, Typical Meteorological

Years (TMY) were created, in which 12 months were strung together as representative as possible.

Furthermore, data sets from Meteonorm and from the SIA were used. The simulations were then

evaluated with respect to system efficiency. The hourly median year method, the TMY method, as well

as the SIA data led to the most accurate estimates. It is also noticeable that there are very large

differences between the different years of a simulation, so the Seasonal Performance Factor can change

by more than 100% from the worst to the best year in terms of energy efficiency.

Besides the PVPS Task 16 meeting in Rapperswil in 2018, there was active and passive participation

in various meetings and conferences related to the PVPS Task 16.