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Solarstromprognose

Der Sonne einen Rechenschritt voraus

von Prof. Dr. Holger Hermanns

Das Problem liegt in der Natur der Quelle, die Konsequenzen können dramatisch sein. Oft haben Stadtwerke Schwierigkeiten, Sonnenenergie einzuplanen. Scheint die Sonne, fließt viel Strom aus Solaranlagen in das Stromnetz, schiebt sich dagegen eine Wolkenfront dazwischen, sieht es für den Stromertrag schnell düster aus.

Die daraus entstehenden Abweichungen zwischen der Realität und den von den Verteilnetzbetreibern prognostizierten Solarstromeinspeisungen werden nicht nur seit geraumer Zeit von der Bundesnetzagentur moniert, sie erfordern auch den massiven Einsatz teurer Regelenergie und können im Extremfall sogar zum Zusammenbruch des Netzes führen. Nicht nur die Abrechnung, sondern auch der stabile Betrieb eines Netzes beruht im deutschen Strommarkt weitgehend auf Viertelstunden-Istwerten, die für die vielen Kleinstanlagen auf Nachbars Dach nicht erhebbar sind. Jedoch ergeben viele Kleinstanlagen in einem Stadtgebiet eine große Anlage, oft so groß dass die verantwortlichen Stadtwerke über deren aktuellen Stromertrag informiert sein sollten. Wir, Informatiker der Universität des Saarlandes, haben daher eine Software entwickelt, die nicht nur den Istwert bestimmt, sondern auch Prognosen für die kommenden Stunden liefert – präziser als bisher möglich. Dazu werden die Daten des Deutschen Wetterdienstes über Wolkenzug und Lichtintensität kleinräumig mit den vorhandenen Informationen über Größe, Typ und Ausrichtung der Photovoltaikanlagen in den Verteilnetzen kombiniert. Auf diese Weise kann man vorhersagen, welcher Stromertrag aus Solarenergie in den kommenden Stunden zu erwarten ist. Damit können auch Überversorgungen und Engpässe im Voraus erkannt werden, worauf teure Gegenmaßnahmen wie das Anschalten von Gasturbinen seltener notwendig sind. Denn sobald die Solarstromeinspeisung eine signifikante Größe überschreitet, ist die Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch nur möglich, wenn ausreichend Informationen über deren Fluktuation vorhanden sind. Die neue Software macht dies möglich. Für das Forschungsprojekt haben die Stadtwerke im saarländischen Sulzbach die Daten über die Photovoltaikanlagen in ihrem Netzgebiet zur Verfügung gestellt. Die Firma Luxea GmbH in Saarbrücken brachte ihre Expertise mit dem Computerprogramm SOLinvest ein. Mit diesem Programm können Planer und Hausbesitzer berechnen, welcher Solarertrag auf ihrem Dach langfristig zu erwarten ist. Die nun gemeinsam entwickelte Software zur Kurzfristprognose ist prinzipiell auch für Hausbesitzer nutzbar:
Für sie wird es einfacher, den stark schwankenden Ertrag aus der Solarproduktion gezielt zu nutzen. Sie können beispielsweise Wärmepumpe, Waschmaschine oder Geschirrspüler so steuern, dass diese erst laufen, wenn Solarstrom im Überfluss da ist. Auch eine lokale Direktvermarktung von preiswertem Solarstrom wird damit in Zukunft ermöglicht: Ich mäh‘ heut um drei den Rasen, weil beim Nachbarn der Solarstromzähler brummen wird.