my4E Vorhersage: wie wird sie berechnet, wie funktioniert sie?

ACHTUNG: Dieser Artikel bezieht sich auf die 'my4E - Eigene' PV-Produktionsvorhersage und nicht auf die in my4E auch verfügbare forecast.solar Vorhersage, für die es separate Einträge in der Wissensdatenbank gibt.

my4E PV-Produktionsvorhersage - Allgemeine Infos und Hinweise

PV-Produktionsvorhersagen sind ein sehr komplexes Thema: sie sind von einer Menge externer Daten und komplizierten Kalkulationen abhängig. my4E zieht als Basis für die Berechnungen das PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) der Europäischen Kommission heran, sowie Daten diverser Wetterdienste und ein paar andere Faktoren.

Der Aufbau der Berechnung ist kompliziert und umfangreich, und aufgrund der Unmenge an Arbeit, Tests und Recherche, die ich in das Ganze gesteckt habe, kann ich keine entscheidenden Details zur Berechnung verraten.

Die Berechnungen werden nicht in der App sondern extern durchgeführt, die jeweils aktuelle Version des Berechnungsmodells wird in den Vorschaudiagrammen angezeigt. Ich optimiere das ganze bei Bedarf, so dass ich die Vorhersagen jederzeit verfeinern kann. Unterschiedliche Wetterbedingungen, deren Auswirkungen ich noch nicht exakt berechnen kann, werden so laufend besser abgebildet.

Da die Berechnungen von verschiedenen Faktoren abhängig sind (wie beispielsweise Wettervorhersagen), sind Produktionsvorhersagen, egal aus welcher Quelle sie stammen, fehleranfällig. Es handelt sich schließlich um eine Vorhersage, im wahrsten Sinne des Wortes. Diese entsprechen mal mehr, mal weniger der Realität, das weiß man ja: auch Wettervorhersagen sind manchmal noch nicht einmal für die nächsten zwei Stunden absolut zuverlässig zu erstellen. Daher sind alle Vorhersagen mit entsprechender Vorsicht zu genießen und können, unter ungünstigen Voraussetzungen, einem Blick in die Glaskugel gleichen.

Warum ändert sich die Vorhersage manchmal mehrfach am Tag?

  1. Über den Tag ändern sich die für die Produktionsvorhersage benötigten Wettervorhersagen des DWD manchmal mehrfach. Daher ist es möglich, dass auch die Produktionsvorhersage sich mehrfach ändert, denn die Wetterdaten sind wesentliche Faktoren, die die Produktionsvorhersagenberechnungen essentiell beeinflussen.
  2. 'Aprilwetter' oder andere schwer zu fassende Wetterbedingungen machen weiterhin eine exakte Produktionsvorhersage sehr kompliziert: ständiger Sonne-Wolkenwechsel ist beispielsweise schwierig zu berücksichtigen. Da die gesamte Berechnung aber serverseitig erfolgt, kann ich hier leicht und schnell Verbesserungen umsetzen, ohne dass ein App-Update erforderlich wird.
  3. Ich arbeite immer an einigen Verbesserungen der Berechnungen. Daher kann es unter Umständen mehrfach am Tag zu unterschiedlichen Vorhersagen, im ungünstigsten Fall zu großen Abweichungen kommen.

Welche Dienste und deren Daten werden zur Berechnung herangezogen?

Essentiell sind exakte Wettervorhersagen und exakte Angaben zur PV-Anlage. Ohne diese ist eine Produktionsvorhersage nur schwer zu bewerkstelligen. Da selbst der DWD kaum 100%ige Wettervorhersagen anbieten kann, sind Produktionsvorhersagen für eine PV-Anlage entsprechend fehlerbehaftet.

Für my4E Produktionsvorhersagen werden folgende Dienste und deren Daten genutzt:

  • PVGIS der EU - Link
  • DWD Wetterdaten - Link
  • Wetterdaten von 10 weiteren, weltweiten Wetterdiensten, u.a. Météo-France, MET Norway und weiteren, bekannten und zuverlässigen Diensten
  • Verschiedene Berechnungen zum Sonnenstand und zur Strahlungsintensität der Sonne.

Achtung: individueller Schattenwurf durch örtliche Gegebenheiten (Dachgauben, Bäume, Türme, etc.) kann selbstverständlich nicht in die Berechnung mit einfließen. Dasselbe gilt für Leistungseinschränkungen durch verschmutzte PV-Module. Daher ist jede Vorhersage nur unter Vorbehalt zu betrachten und zu begutachten! Die Berechnung erfolgt jedenfalls unter der Annahme von Idealbedingungen zur aktuellen Zeit und unter Berücksichtigung der aktuellsten Wettervorhersagen.

Was kann eine Produktionsvorhersage ungenau machen?

Erheblichen Einfluß auf die Genauigkeit einer Produktionsvorhersage haben folgende Faktoren:

  1. Die Angaben zur PV-Anlage: kWp, Ausrichtung, Neigung und, ganz wichtig: die Effizienz der Module, s.u.
  2. Korrekte geographischen Koordinaten.
  3. Die für die angegebenen Koordinaten verfügbaren Wetterdaten.

Letztere sind unter Umständen nicht genau und liegen auch grundsätzlich nicht in minütlicher, sondern nur in stündlicher Auflösung vor. Weiterhin ist ein häufiger Sonne-Wolkenwechsel nicht in Sonnenscheindaten exakt abzubilden. Vor allem ungenaue Wetterdaten, ganz egal aus welchem Grund sie ungenau sind (wegen der allgemeinen Wetterlage oder wegen fehlender Daten für den exakten Standort der PV-Anlage) können eine Prognose erheblich verfälschen. Liegen keine Wetterdaten für den genauen Standort vor, dann werden Wetterdaten des den Koordinaten nächstgelegenen Ort genutzt. Dies wird natürlich Auswirkungen auf die Berechnungen haben.

Warum Sonnenschein bei hoher Bewölkung?

Der DWD definiert Sonnenschein als Bestrahlungsstärke von mehr als 120 Watt / m2 . Dieser Wert kann auch bei hoher Bewölkungsdichte erreicht werden. Insofern widersprechen sich eine hohe Bewölkungsdichte und viele Sonnenscheinminuten / Stunde nicht.

Vorhersage-Einstellungen und Parameter

In den my4E App Einstellungen >>> Vorhersage-Einstellungen können einige Faktoren festgelegt werden, die nur für my4E Vorhersagen zur Berechnung herangezogen werden. Dies sind:

  • Effizienz der PV-Module - sehr wichtig

    Die Effizienz von Photovoltaik (PV)-Modulen beschreibt, wie gut diese Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln können. Diese Effizienz wird in Prozent angegeben und ist abhängig von der verwendeten Technologie der PV-Module. Dieser Wert hat entscheidenden Einfluss auf eine Produktionsvorhersage und sollte exakt angegeben werden.

    Hier sind einige der gängigen PV-Modul Technologien und deren typische Effizienzbereiche - frag deinen Installateur, schau in die Dokumentation deiner PV-Anlage oder auf das Datenblatt deiner PV-Module um herauszufinden, welcher Typ bei dir installiert wurde. Dort ist oft auch die Effizienz angegeben.

  • Monokristalline Siliziummodule:

    • Diese Module werden aus einem einzigen Siliziumkristall gefertigt und haben typischerweise die höchste Effizienz unter den herkömmlichen Solarmodulen.
    • Effizienz: 18-22%

  • Polykristalline Siliziummodule:

    • Hergestellt aus Siliziumfragmenten, was zu einem geringeren Wirkungsgrad führt als bei monokristallinen Zellen.
    • Effizienz: 15-18%

  • Dünnschichtmodule:

    • Diese Module werden aus Materialschichten hergestellt, die dünner sind als die von kristallinen Siliziumzellen. Dazu gehören Materialien wie Cadmiumtellurid (CdTe), amorphes Silizium (a-Si) und Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS).
    • Effizienz: 10-13% (CIGS kann bis zu 15-18% erreichen)

  • PERC-Zellen (Passivated Emitter Rear Contact):

    • Eine Weiterentwicklung der monokristallinen und polykristallinen Technologien, die eine zusätzliche Schicht auf der Rückseite der Zelle enthält, um die Lichtabsorption und Effizienz zu verbessern.
    • Effizienz: Bis zu 22-23%

  • Hochleistungszellen (wie HIT oder HJT - Heterojunction Technology):

    • Kombinieren monokristallines Silizium mit amorphem Silizium, um die Vorteile beider Materialien zu nutzen.
    • Effizienz: Bis zu 24%

  • Abflachung der Vorhersage

    Die Leistung einer PV-Anlage kann in den Morgen- und Abendstunden durch Hügel, Bäume oder andere Hindernisse beeinflusst werden. In den Einstellungen zur 'Abflachung' der Vorhersage kannst du bestimmen, wie stark die Vorhersage zu den jeweiligen Zeiten nach unten korrigiert werden soll.

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