Das Institut für Vernetzte Energiesysteme hat mit dem Messnetz „Eye2Sky“ im Nordwesten Deutschlands ein regionales Netzwerk von Himmelskameras, bodengestützten Lidars („Light Detection and Ranging“) und Strahlungssensoren installiert. Es ermöglicht eine kurzfristige Vorhersage der Photovoltaikleistung in sehr hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung.
Verlässliche Wetterdaten gewinnen für den Betrieb eines Energiesystems, das zunehmend aus Sonne und Wind gespeist wird, immer mehr an Bedeutung. So können präzise Vorhersagen über ein nahendes Wolkenfeld oder eine bevorstehende Flaute auf verschiedenen Zeitskalen – zum Beispiel in den nächsten Minuten, Stunden, Tagen oder Wochen – zur wertvollen Entscheidungsgrundlage für Stromhändler, Energiegenossenschaften oder Netzbetreiber werden. Langfristige historische Wetterinformationen werden wiederum für Planungszwecke – etwa zur Ertragsprognose oder zur Dimensionierung von Windparks und Solaranlagen – benötigt. Zusätzlich dient das Wissen über das zu erwartende Klima kommender Jahrzehnte aus Klimamodell-Szenarien als Basis für die Simulation des zukünftigen Energiesystems.
In der Forschungsgruppe Energiemeteorologie analysieren wir, wie sich verschiedene Beobachtungssysteme und numerische Modelle methodisch optimieren lassen. Wir betreiben eigene Messnetze zur boden- und satellitengestützten Erhebung energiemeteorologischer Daten, um optimale Informationen für die Energieversorgung bereitzustellen, etwa für sektorengekoppelte Systeme bestehend aus Heizungen, verschiedenen Speichern und Elektromobilität. Darüber hinaus untersuchen wir die Bedeutung einzelner Wettereigenschaften oder Wettermuster für verschiedene energiewirtschaftliche Anwendungen und suchen robuste und zuverlässige Entscheidungsgrundlagen.
Im Rahmen des CAMS Radiation Service stellt unsere Forschungsgruppe im Auftrag des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF) und der Europäischen Kommission Informationen über die solare Einstrahlung an der Erdoberfläche in Europa, Afrika, dem Nahen Osten, Asien und Amerika bereit. Dafür betreiben wir Satellitenempfangsanlagen zur Erfassung von Wolken und koppeln diese mit aktuellen Aerosol-, Wasserdampf- und Ozoninformationen. Auf diese Weise lässt sich die Oberflächen-Sonneneinstrahlung für historische Jahre, aber auch zur Prognose für die kommenden Stunden ermitteln.
Um Wolken und ihre Auswirkungen auf die Strahlung im Detail zu untersuchen, haben wir mit dem Messnetz Eye2Sky im Nordwesten Deutschlands um Oldenburg ein regionales Netzwerk von Himmelskameras, bodengestützten Lidars („Light Detection and Ranging“) und Strahlungssensoren installiert. Dies ermöglicht eine kurzfristige Vorhersage der Photovoltaikleistung in sehr hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung. Zusammen mit luft- oder satellitengestützten Informationen über Gebäude und Energieinfrastrukturen bietet dieses Geodaten-Testfeld eine einzigartige Forschungsgrundlage für hochaufgelöste Energiesystemstudien.
Komplexeren, perspektivischen Forschungsfragen stellen wir uns darüber hinaus im Verbund mit internem und externem Fachwissen aus den Bereichen Meteorologie, Physik, Mathematik, Ingenieurwesen, Wirtschaft und Geoinformatik. Mit diesem interdisziplinären Ansatz können wir zum Beispiel hinterfragen, welchen Wert Wettervorhersagen zukünftig haben werden oder wie sie strukturiert sein müssen, wenn Steuerungsstrategien auf der Ebene des Verteilnetzes oder in Energiegemeinschaften stärker lokalisiert werden. Vor diesem Hintergrund kooperieren wir insbesondere am Standort Oldenburg mit dem Zentrum für Windenergieforschung (ForWind) und dem Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (Fraunhofer IWES).
