PV-Systemsimulation

Das Fraunhofer ISE bietet umfassende Services sowie FuE-Leistungen für die Simulation und Analyse von Photovoltaiksystemen. Zu den Kernleistungen zählen Ertragssimulationen für PV-Freiflächenanlagen, C&I Aufdachanlagen und Integrierte Photovoltaik. Darüber hinaus führt das Institut Technologiebenchmarking und -vergleiche durch.

Unsere Ertragsgutachten basieren auf präzisen Strahlungs- und Wetterdaten sowie einer detaillierten Simulation des Anlagenaufbaus. Dabei werden ertragsmindernde Faktoren wie Verschmutzung und Reihenverschattung exakt analysiert. Auch für bifaziale PV-Module, die Licht von beiden Seiten nutzen und potenziell höhere Erträge liefern, können wir durch spezielle Simulationstools die Einstrahlung auf die Rückseite der Module und die damit verbundenen Ertragssteigerungen genaustens vorhersagen. Für unsere Blendgutachten analysieren wir mithilfe spezieller Software, welche Blendeffekte von PV-Anlagen in der Nähe von Verkehrswegen oder Wohngebieten ausgehen können, und ob diese innerhalb gesetzlicher Grenzwerte liegen. Digitale Zwillinge ermöglichen eine detaillierte und nahezu in Echtzeit erfolgende Analyse des Systemverhaltens von PV-Anlagen und liefern aussagekräftige Hinweise zur Risikobewertung und Entwicklung von Risikominderungsstrategien.

Unsere Services umfassen:

• Ertragsgutachten für PV-Anlagen und -Kraftwerke
• Ertragsgutachten für bifaziale PV-Module und Systeme
• Blendgutachten für PV-Anlagen und -Kraftwerke
• PV-Systemanalysen mit Digitalem Zwilling

Ein unabhängiges Ertragsgutachten erhöht die Sicherheit für Investierende und Banken. Das Fraunhofer ISE greift hierzu auf aussagekräftige Strahlungs- und Wetterdaten zurück und simuliert den Aufbau der Anlage exakt. Ertragsmindernde Faktoren wie Verschmutzung und Reihenverschattung werden präzise ermittelt.

Durch eine starke Vernetzung innerhalb des Fraunhofer ISE (vor allem mit unserem Kalibrierlabor CalLab PV Modules) und weltweite Kooperationen gewährleisten wir, dass aktuellste und ausführlich geprüfte Forschungsergebnisse in die am Institut entwickelte Simulationssoftware einfließen.

• Hochwertige meteorologische Daten
• Simulation der Systemkonstruktion mit eigens entwickelter Software
• Präzise Simulation von Umgebungs- und Reihenverschattung
• Verifizierung / Ergänzung der Moduldaten durch CalLab Messungen
• Detaillierte Dokumentation der Verluste und Unsicherheiten für jede Stufe
• Laufende Qualitätssicherung durch Erfahrungen aus dem Anlagenmonitoring
• Umfassende Erfahrung durch 300-400 Gutachten pro Jahr

Ertragsgutachten anfordern

Bifaziale Photovoltaik (PV)-Module können Licht von beiden Seiten nutzen und mehr Ertrag als gewöhnliche PV Module liefern. Die Höhe des Mehrertrags hängt sowohl von den Moduleigenschaften als auch von der Art der Montage und der Umgebung des PV Systems ab. Übliche Simulationssoftware ist nicht in der Lage, diese Effekte akkurat zu berücksichtigen. Das Fraunhofer ISE entwickelte umfassende Werkzeuge zur Simulation der Einstrahlung auf die Rückseite des Moduls. Zusammen mit der Möglichkeit zur präzisen Charakterisierung der bifazialen Module bieten wir unseren Kunden eine genaue Vorhersage des Ertrags für bifaziale PV Systeme – ob festaufgeständert, vertikal oder nachgeführt.

Ertragsgutachten anfordern

Liegt das PV-Kraftwerk in unmittelbarer Nähe von Verkehrswegen oder Wohnbebauungen, ist oft eine Prüfung des Blendverhaltens eine notwendige Voraussetzung für die Genehmigung. Eine Software berechnet hierzu für ein ganzes Jahr, welche Richtungen und Leuchtdichten die Reflexionen der geplanten PV-Anlage erreichen können. Die Stärke der Reflexion ist von vielen Faktoren abhängig - darunter der Sonnenstand, die Modulausrichtung und die Oberflächeneigenschaften der Module. Ob die Blendung als zumutbar gilt, orientiert sich an der Einwirkdauer. Die Bund-/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz gibt einen Blendungs-Grenzwert von 30 Minuten/Tag und 30 Stunden/Jahr vor.
Faktoren für die Berechnung sind:

• Koordinaten des Aufstellungsorts
• Abmessungen des PV-Feldes
• Modul-Ausrichtung und -Neigung
• Koordinaten der Immissionspunkte (Straßen, Wohngebäude, Flugplätze und Anflugwege, ...)
  
  

Blendgutachten anfordern

Der digitale Zwilling basiert auf der Zenit^TM-Plattform des Fraunhofer ISE. Dieses Python-basierte elektrische PV-Simulationstool wird eingesetzt, um wissenschaftlich fundierte Wirtschaftlichkeitsanalysen für Projektentwickler, Investoren, EPCs und viele verschiedene Industriepartner entlang der Wertschöpfungskette der Solarenergie zu erstellen. Darüber hinaus wird es regelmäßig in Forschungsprojekten weiterentwickelt und validiert, was ein hohes Maß an Flexibilität in Bezug auf die Arten von Solarkraftwerken, die genau simuliert werden können, zeigt.

Das Ziel der digitalen Twinning-Methode ist es, eine Basisberechnung der Leistung zu erstellen, um Abweichungen vom erwarteten Verhalten zu erkennen. Anhand dieser Informationen können ungewöhnliche Leistungsabfälle, die mit unerwarteten Komponentenfehlern oder -verschlechterungen in Verbindung gebracht werden könnten, für Wartungsmaßnahmen wie Reinigung oder Reparatur genutzt werden. Darüber hinaus liefert das Prognosemodul des Zwillings die voraussichtlichen Erträge für die kommenden drei Tage auf der Grundlage der lokal verfügbaren Wettervorhersagen.