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PV-initiative Projekt

​​​​KURZE BESCHREIBUNG DES PROJEKTES​

Das Projekt PV Initiative wird von EURAC research mit dem Istitut für Erneuerbare Energie und dem Institut für Angewandte Fernerkundung durchgeführt und vom Europäischen Fond für Regionalentwicklung unterstützt.
Ziel von „PV Initiative“ ist es dem stark wachsendem Photovoltaiksektor DIE GEEIGNETEN INSTRUMENTE UND INFORMATIONEN ZU LIEFERN, WELCHE ES ERMÖGLICHEN DIE QUALITÄT VON PRODUKTEN UND SYSTEMEN ZU MESSEN UND ZU STEIGERN. 

Im Einzelnen verfolgt das Projekt folgende Ziele:
  1. Charakterisierung von PV-Modulen verschiedener Technologien in einem spezialisierten Labor, welches in Zuge des Projektes von EURAC research errichtet wird
  2. Erstellung von detaillierten Vorhersagemodellen der Leistung verschiedener Photovoltaik Technologien unter variablen Rahmenbedingungen
  3. Realisierung von 3D Modellen des Territoriums, Messung der spektralen Eigenschaften der einfallenden Einstrahlung und Erarbeitung von Vorhersagemodellen für langfristige Klimaperioden.
  4. Messung der Qualität von PV Modulen mit Hilfe von beschleunigten Alterungstests.​
  5. Vermessung eines Testfeldes im Freien bei welchem die Funktionsanalyse der Systeme im operativen Zustand durchgeführt werden kann.
  6. Realisierung von interaktiven Tools mit welchen der Entscheidungsprozess zur Realisierung von PV Anlagen erleichtert werden soll.​
Die erhaltenen Ergebnisse können den Photovoltaik und Bausektor dabei unterstützen, geeignete Oberflächen für Anlagen zu identifizieren und unterschiedliche Technologien für eine spezifische Anwendungen zu bewerten.
Zusätzlichen ermöglicht das Solarkataster dem Gebäudebesitzer, Informationen über das Solarpotential einfach und kostenlos zu erhalten, und damit detaillierte Abschätzungen über die Möglichkeiten einer eigenen Photovoltaik Anlage durchführen zu können.​



​​WebGIS KARTE

Klicken sie auf der Karte um Informationen über die photovoltaische Ausnützung des interessierenden Gebäudes zu erhalten; einmal visualisiert kann man spezifische Informationen direkt beim Anklicken des Daches erhalten.​
Das erarbeitete Geographische Informations-System (GIS) gibt Auskunft über die SOLAREINSTRAHLUNG, WELCHE AUF EINE BESTIMMTE FLÄCHE DER STADT BRIXEN TRIFFT. 
Es wurde dabei ein dreidimensionales Gelände Modell verwendet und mit Katasterdaten der Stadt Brixen kombiniert. Die Katasterdaten wurden freundlicherweise von den Stadtwerke Brixen AG zur Verfügung gestellt. Die Evaluation der Oberfläche und Einstrahlung stützt sich auf einen Raster mit einer Auflösung von einem Meter.

Um die dargestellte Karte übersichtlicher zu gestalten wurden die Einstrahlungswerte in 4 Kategorien zusammengefasst welche in unterschiedlichen Farben dargestellt sind:
  • ROT: sehr gut geeignete Fläche für Solaranwendungen, durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung höher als 1200 kWh/m²
  • ORANGE: gut geeignete Fläche für Solaranwendungen, durchschnittlich jährliche Sonneneinstrahlung zwischen 1000 kWh/m² und 1200 kWh/m²
  • GELB: mäßig geeignete Fläche für Solaranwendungen, durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung zwischen 800 kWh/m² und 1000 kWh/m²
  • KEINE FARBE: bedingt geeignete Fläche für Solaranwendungen, durchschnittliche jährliche Sonneneinstrahlung kleiner als 800 kWh/m²
Durch Anklicken auf bestimmte Dachflächen erscheint ein Fenster, in welchem weitere Informationen aufgezeigt werden: 
  • Es wird die Dimension der gewählten Fläche in m² angegeben
  • Es werden die % der Fläche angezeigt, welche in die einzelnen Einstrahlungskategorien fallen
  • Es wird die mögliche Stromproduktion angezeigt, wenn man unterschiedliche Photovoltaiktechnologien auf der genannten Fläche einsetzt. Es wurden hierbei 4 verschiedene Technologien in Betracht gezogen und deren Anwendung auf der gesamten Fläche des gewählten Gebäudes betrachtet:
    > PV Module bestehend aus hocheffizienten kristallinen Silizium Solarzellen
    > PV Module bestehend aus herkömmlichen kristallinen Silizium Solarzellen
    > Dünnschicht PV Module basierend auf Cadmium-Tellurid (CdTe) oder Kupfer-Indium Materialkombinationen (z.B. CIGS)
    > Dünnschicht PV Module basierend auf amorphem Silizium
    Die Effizienzwerte, welche im Fenster angegeben werden, beruhen auf Datenblättern von Produkten welche im November 2011 kommerziell verfügbar waren.

GRENZEN DER ANWENDUNG:

Die Applikation, wenn sie auch eine zuverlässige Schätzung der Einstrahlung liefert (siehe „disclaimer.pdf”) ist ohne Lokalaugenschein entwickelt worden und kann somit in keiner Weise eine Projektierung der Photovoltaik Anlage, welche von Fachplanern durchgeführt werden muss, ersetzen. Die Angegebenen Daten berücksichtigen keine Kleinobjekte auf Dächern (Kamine oder andere technische Geräte) und berücksichtigen auch nicht ob sich die Dächer aus statischen oder historischen Gründen eignen. Diese Faktoren können die real nutzbare Fläche für Solaranwendungen deutlich einschränken.



BESCHREIBUNG

Methodik​:​

Das Web GIS stellt einen sogenannten “SOLAR-KATASTER” dar. Es wird darin die durchschnittliche JÄHRLICHE SONNENEINSTRAHLUNG DER DÄCHER DER STADT BRIXEN ANGEZEIGT. 
Der erste Schritt, um das solare Potenzial zu berechnen, war die Realisierung eines dreidimensionalen Modells des Geländes. Zu diesem Zweck wurde eine Erhebung von der  Autonomen Provinz Bozen mit LiDAR durchgeführt. 

Aus der Ausarbeitung der angesprochenen Punkte ist ein digitales Geländemodell erstellt worden (DGM), welches alle Elemente auf der vorhanden Oberfläche mit einer Auflösung von 1 m wiedergibt.
Zur Berücksichtigung des Schatteneinflusses der umliegenden Berge ist ein digitales Modell der Oberfläche (DEM) mit einer Auflösung von 2,5 m verwendet worden.
Die Berechnungen wurden unter Berücksichtigung der Standard-Atmosphäre, ohne Wolken und ohne Aerosole durchgeführt. Um reale Wetterbedingungen zu berücksichtigen ist eine Kalibrierung des Modells durchgeführt worden. Die Kalibrierung erfolgte mittels gemessener Einstrahlungsdaten über einen Zeitraum von 30 Jahren von der meteorologischen Station in Laimburg.
Die Berechnung des Einstrahlungspotenzials wurde in Zusammenarbeit mit Laser Data GmbH durchgeführt. 

Die Berechnung der PRODUZIERBAREN ELEKTRISCHEN ENERGIE DURCH DIE PHOTOVOLTAIKMODULE​ ist durch folgende Prozedur erfolgt worden:
  1. Berechnung der durchschnittlichen jährlichen vom Dach erhaltenen Einstrahlung
  2. Berechnung der gesamten vom Dach erhaltenen Einstrahlung als Produkt der durchschnittlichen Einstrahlung und der gesamten Dachfläche;
  3. Berechnung der jährlichen produzierbaren elektrischen Energie als Produkt der gesamten vom Dach erhaltenen Einstrahlung und des Wirkungsgrades des ausgewählten Moduls.
Der betrachtete Wirkungsgrad ist der aus den technischen Datenblättern der Hersteller im November 2011. Man hat eine eventuelle zeitliche Degradation des Moduls vernachlässigt, welche die Leistung reduzieren würde (abschätzbarer Wert bei 0,5%/Jahr)



PV PRODUCTION ESTIMATION
 
To help local PV plant owners understand if the production of their plant is in line with the expectation, it is important to understand what to expect. The PV production depends primarily on the available solar irradiation, tilt and azimuth angles, but also the temperature and the solar cell material are important parameters to estimate the production of a given plant. From the monitored data at the PV test facility, we extracted the production data for the years 2011-2014.

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The above tables show the difference in production of a silicon cell PV plant over two consecutive years, relative to the latest year.
The same is shown in the following graphs. 


 
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