Prognosen und Qualitäten erneuerbar definiert

10.04.13  09:00 | Artikel: 955381 | News-Artikel (Red)

Prognosen und Qualitäten erneuerbar definiertOb der Wind etwas stärker weht oder schwächer spielte bislang eine eher untergeordnete Rolle für die deutschen Netze. In anderen Ländern, bei denen ein direkter Wettbewerb der verschiedenen Stromerzeugungsarten besteht – wie zum Beispiel Kanada – sieht dies anders aus. Schnell muss Qualität über Zuverlässigkeit definiert werden. Wird eine Leistung vertraglich garantiert, dann ist diese auch zu erbringen – ein Hochdruckgebiet im Winter das für Windstille sorgt gilt im Streitfall nicht vor Gericht. Ein guter Kapitän kennt den Wind – nicht nur in der Luftfahrt….

Schon in den ersten Flugstunden bekommt der angehende Pilot eine Einführung in die Wetterkunde. Die Dauer eines Fluges wird nicht nur Länger, wenn der Wind von vorne kommt, sondern man benötigt auch mehr Sprit, und nochmal mehr Sprit um diesen Sprit zu transportieren. So beginnt jeder Flug – unabhängig ob Sportflugzeug oder Linienmaschine – mit einem sogenannten Wetterbriefing. Für Deutschland werden die Informationen durch den Deutschen Wetterdienst speziell für diesen Anwendungsfall zusammengestellt. Eine Planung mit oder ohne Wind entscheidet beim Kleinflugzeug ob man von Mannheim nach Hamburg oder bis nach Flensburg kommt. Bei einer Langstrecke ob der Sprit bis Los Angeles oder nur bis Las Vegas reicht. In der Luftfahrt hat die Qualität der Prognose eine direkte Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit.

Desto näher man in Richtung Boden kommt, desto feingliedriger muss man den Wind betrachten. Die Geländebeschaffenheit sorgt auch für einen anderen Verlauf des Windes und Turbulenzen. Hindernisse (und natürlich auch Windräder) bilden einen Schatten aus, der recht lange bestehen bleibt. Sehr Eindrucksvoll kann man dies in einem FAA-Video sehen – selbst vergesse ich nie, wie ich nach einer Standardkurve (360 Grad in 2 Minuten) unter Beibehaltung der Höhe das erste mal in meine eigenen Turbulenzen eingeflogen bin.

Um in Bodennähe den Flug anzupassen erhalten Piloten eine halbstündlich aktualisierte Wind-Information über die sogenannte ATIS. Damit lässt sich die Landerichtung meist bestimmen. Bei der Landung selbst bekommt man noch einmal eine aktuelle Wind-Information vom Tower.

Nach etwas längerer Beobachtung der Daten von der EEX, liegt die Vermutung nahe, dass auch in Deutschland bereits einige Effekte aus dem Marktgeschehen zu beobachten sind.

Qualität von Prognosen im Umfeld von Windkraft ist aktuell nicht standardisiert. Am Beispiel meiner eigenen Wetterstation kann ich dies recht gut verdeutlichen. Im September 2012 habe ich begonnen den sogenannten “Wind-Run” vorherzusagen. Verwendet wurde eine relativ günstige Messeinrichtung und die Software WXSIM. Aus den Messdaten sowie den Luftdruckzonen erstellt die Software eine Vorhersage im CSV-Format. Mit Hilfe eines Fehlerminimierungsverfahrens, wie man es bei Neuronalen Netzen einsetzt, wird im Anschluss zur Wettervorhersage der Wind-Run ermittelt. In wenigen Worten kann man sich dieses Verfahren wie eine Black-Box vorstellen. Man baut eine Gleichung mit Unbekannten auf und probiert solange Werte durch, bis der Fehler (Abweichung) zwischen Soll und Ist am geringsten ist. Die Vorhersage für den Wind-Run erreicht damit eine Qualität von ~96% für die 24 Stunden Prognose. Wobei gerade nach diesem Winter der Fehler nicht mehr unter 90% fällt.

Ab Januar 2013 habe ich zusätzlich eine Support Vector Machine implementiert, die mich vor Ausreißern bewahren soll. Beim nächsten Gewitter oder Schnell-Läufer-Tief werde ich feststellen, ob diese Theorie aufgeht.

Für die Energiewende bleibt die Wettervorhersage ein Erfolgsfaktor, eine qualitative Bestimmung wird zunehmend schwieriger, desto mehr das Interesse an Prognosen in Richtung der Betreiber geht. Aus anderen Branchen – wie der Luftfahrt – ist allerdings bekannt, dass Wettervorhersage deutlich zuverlässiger ist, als es gemeinhin angenommen wird.




Autor: Thorsten Zoerner

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Thorsten Zoerner betreibt den Blog stromhaltig.de. Einen Großteil seiner Fachartikel veröffentlichen wir regelmäßig auch hier auf unserer Seite. Thorsten Zoerner ist Gründungsmitglied der Energieblogger.



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