Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24

Wild, Michael; Anderegg, Dionis; Strebel, Sven; Rohrer, Jürg

doi:10.21256/zhaw-2520

Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.21256/zhaw-2520

Publication type:	Working paper – expertise – study
Title:	Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24
Authors:	Wild, Michael Anderegg, Dionis Strebel, Sven Rohrer, Jürg
et. al:	No
DOI:	10.21256/zhaw-2520
Extent:	42
Issue Date:	25-Jun-2024
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Wädenswil
Language:	German
Subjects:	Alpine Photovoltaik; Photovoltaik; Solarexpress
Subject (DDC):	333.79: Energy
Abstract:	Der Solarexpress des Bundes ermöglicht einen raschen Ausbau von alpiner Photovoltaik, welche entscheidend zur Stromversorgungssicherheit der Schweiz beitragen kann. Die Fördermassnahmen sind darauf ausgelegt, in kurzer Zeit eine signifikante Winter-Stromproduktion zu erreichen. Verlässliche Aussagen zu erwartbaren Stromerträgen sind für die Projektentwickler von entscheidender Bedeutung, um die entsprechenden Investitionsentscheide zu fällen. Genau in diesem Bereich bestehen jedoch bei den gängigen Berechnungsmethoden Unsicherheiten, da diese im alpinen Raum bisher kaum validiert werden konnten. Um hier verlässlichere und allgemeinere Daten bereitstellen zu können, wurde im Sommer 2023 auf der Totalp in Davos (2'500 m ü. M.) eine flexible, mehrreihige Miniaturanlage im Massstab 1:12 installiert. An dieser Anlage wurden während des Winterhalbjahres 2023/24 eine Vielzahl von unterschiedlichen Kombinationen aus Modulneigungen, Reihenabständen und Hangneigungen untersucht. Insgesamt wurden Erträge und Leistungen bei ca. 80 verschiedenen Anlagenkonfigurationen betrachtet. Die gemessenen Werte der Miniaturanlage wurden anhand der gleichzeitig erhobenen Daten der bestehenden statischen Versuchsanlage (in Echtgrösse) am selben Standort validiert und eingeordnet. Es zeigt sich, dass es zwischen den beiden Anlagen eine gute Übereinstimmung gibt. Weiter wurde aufgezegt, dass die rückseitige Einstrahlung bei einem bifazialen Panel situativ zu einem Mehrertrag von ca. 25-35% führt. Das Bundesamt für Energie empfiehlt für die Ertragsberechnungen im Rahmen des Solarexpress die Nutzung der Software PVSyst mit Wetter- und Albedo-Daten von Meteonorm. Deshalb wurden mit den im Winter 2023/24 lokal erhobenen, zeitlich hoch aufgelösten Wetterdaten Ertrags-Simulationen mit PVSyst durchgeführt, welche danach mit den Messdaten verglichen wurden. Ein spezifisches Augenmerk wurde auf die monatliche Albedo gelegt, da deren Wahl einen entscheidenden Einfluss auf die Ertragsschätzung von steil angestellten, bifazialen Modulen hat. Neben den bereits erwähnten Albedo-Werten aus Meteonorm wurden deshalb auch zwei Varianten mit Albedo aufgrund von Erfahrungen der Autoren gerechnet. Dadurch liess sich eine bessere Übereinstimmung zwischen Simulation und Messung erzielen. Es zeigt sich, dass die Ertragswerte der Simulationen mit PVSyst im Vergleich mit einer Anlage in der horizontalen Ebene, unter Verwendung der Albedo-Werte aus Meteonorm je nach Konfiguration 7 bis 16% unter den real gemessenen Werten liegen. Ebenso zeigt sich, dass die Simulation von Anlagen in steiler Hanglage mittels eines – bezüglich Verschattungswinkel - äquivalenten Modells zu einem systematischen Fehler führt, welcher ein Teil der oben erwähnten Abweichungen infolge zu tiefer Albedo-Werte wieder kompensieren kann. Der vorliegende Bericht ist eine erste Auswertung der im Winterhalbjahr 2023/24 erhobenen Daten. Es wird spezifisch auf den punktuellen Vergleich mit PVSyst-Simulationen eingegangen. Die Vergleiche von absoluten Erträgen über diesen Messzeitraum sind der Inhalt von Folgeberichten.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/30938
License (according to publishing contract):	Licence according to publishing contract
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Organisational Unit:	Institute of Natural Resource Sciences (IUNR)
Published as part of the ZHAW project:	Design, Bau und Betrieb einer alpinen Modell-Photovoltaik-Anlage
Appears in collections:	Publikationen Life Sciences und Facility Management

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
2024_Wild-etal_Kurzbericht-MiniPVA-Winter2324.pdf		4.08 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record

Wild, M., Anderegg, D., Strebel, S., & Rohrer, J. (2024). Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-2520

Wild, M. et al. (2024) Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24. Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-2520.

M. Wild, D. Anderegg, S. Strebel, and J. Rohrer, “Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24,” ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Wädenswil, Jun. 2024. doi: 10.21256/zhaw-2520.

WILD, Michael, Dionis ANDEREGG, Sven STREBEL und Jürg ROHRER, 2024. Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24. Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Wild, Michael, Dionis Anderegg, Sven Strebel, and Jürg Rohrer. 2024. “Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24.” Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-2520.

Wild, Michael, et al. Vergleich von Messungen und Simulationen an mehrreihigen alpinen Photovoltaikanlagen im Winter 23/24. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 25 June 2024, https://doi.org/10.21256/zhaw-2520.