Vorhersagemodelle mit künstlicher Intelligenz revolutionieren zurzeit die erneuerbaren Energien. Mit Hilfe dieser Modelle wird die Energieproduktion von Solaranlagen für die nächsten Minuten und Stunden progonstiziert. Damit das auch funktioniert, braucht es vor allem eins: Zeitlich und räumlich hochaufgelöste Solarstrahlungsdaten.
Solarstrom zählt zu den wichtigsten Energieträgern für die Energiewende in der Schweiz. Die auf eine Photovoltaikanlage auftretende Solarstrahlung variiert stark – je nach Wetter, Sonnenstand und Umgebung. Die Stromproduktion aus Sonnenenergie unterliegt deshalb grossen Schwankungen, die durch Speicher und andere Energieträger kompensiert werden müssen. Nur so kann ein stabiler Stromnetzbetrieb gewährleistet werden. Um einen hohen Anteil an Solarstrom ins Netz einzuspeisen, braucht es genaue Prognosen der zu erwartenden Solarstromerzeugung.
Vorhersagemodelle mit künstlicher Intelligenz revolutionieren zurzeit die erneuerbaren Energien und brauchen vor allem eins: räumlich und zeitlich hochaufgelöste Solarstrahlungsdaten über viele Jahre. Mittels Solarstrahlungsdaten aus der Vergangenheit erlernen diese Vorhersagemodelle, wie sich die Bewölkung und die Sonneneinstrahlung in den nächsten Minuten und Stunden entwickelt. Präzise Solarstrahlungsdaten sind damit ein wichtiger Schlüssel, um die Stromnetze der Zukunft richtig zu dimensionieren und Schwankungen im Netz vorzubeugen.
Das Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz und der Deutsche Wetterdienst entwickeln im Rahmen der EUMETSAT «Satellite Application Facility on Climate Monitoring» CM SAF gemeinsam Solarstrahlungsdaten mit einer Granularität von 15 Minuten und einer räumlichen Auflösung von 1x1 km.
MeteoSchweiz und der Deutsche Wetterdienst setzen für die Erzeugung der Solarstrahlungsdaten gemeinsam auf innovative Messungen aus dem All. Im CM SAF Projekt kombinieren Expertinnen und Experten Satellitenmessungen und Modelldaten. Satelliten der Meteosat-Reihe messen die Wolken- und Schneebedeckung mit einer Auflösung von 1x1 km, Modelldaten liefern Informationen zum Feinstaub- und Wasserdampfgehalt der Luft. Anhand von Geländemodellen lässt sich auch die Verschattung sehr präzise modellieren. Der Deutsche Wetterdienst und MeteoSchweiz erzeugen so Solarstrahlungsdaten mit einer Genauigkeit von 5 bis 10 Watt pro Quadratmeter gemittelt über den Monat je nach Komplexität des Geländes. In der Genauigkeit kommen diese neuen Solarstrahlungsdaten an die Messungen der Bodenmessstationen sehr nahe ran, erstmals auch in Berggebieten, wo die Stationsdichte deutlich geringer ist als im Flachland. Gerechnet werden die Daten an der Europäischen Wetter-Cloud, einer gemeinsamen Plattform aller europäischen Wetterdienste.
Die 15-minütigen Solarstrahlungsdaten auf einem 1x1 km Gitter sind für 2019 und 2020 für ganz Europa im netcdf Datenformat kostenfrei über den CM SAF Kundendienst zu beziehen: contact.cmsaf@dwd.de.
Für die Schweiz wurde der Datensatz erweitert. Hier stehen für alle anderen Jahre auch stündliche Daten für 2004 bis heute zur Verfügung. Die schweizweiten Daten werden täglich aufdatiert und sind am jeweiligen Folgetag bereit. Neben der Globalstrahlung sind für die Schweiz auch die diffuse und direkte Strahlung, verschattungs- und wolkenfreie Solarstrahlungsdaten erhältlich. Die schweizweiten Daten können über den MeteoSchweiz Kundendienst bestellt werden: kundendienst@meteoswiss.ch. Es ist geplant, dass in Zukunft diese Daten über die Open Data Plattform des Bundes bereitgestellt werden.