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

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. Auch künstliche Intelligenz ist involviert.

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.

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. Die my4E Vorhersage bedient sich neben der PVGIS- und Wettervorhersagedaten auch einiger Berechnungen durch KI, das Ergebnis kann sich sehen lassen. 'Aprilwetter' oder andere schwer zu fassende Wetterbedingungen machen allerdings weiterhin eine exakte Produktionsvorhersage sehr schwierig: 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 aktuell 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?

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 werden durch künstliche Intelligenz unterstützt.
• Verschiedene weitere Daten sowie Berechnungen durch künstliche Intelligenz.
  
  

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.

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:

• Fläche der Solarmodule einer Ausrichtung in Quadratmetern
  
  Diese Angabe kann man entsprechend der Flächengröße der PV-Anlage alternativ zur Angabe der Leistung in kWp machen. Um die Fläche zu berechnen zieht man die Fläche eines Moduls heran und multipliziert das Ergebnis mit der Anzahl der Module der fraglichen Ausrichtung.
  
  
• Effizienz der PV-Module
  
  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.
  
  Hier sind einige der gängigen PV-Modul Technologien und deren typische Effizienzbereiche - frag' deinen Installateur oder schau in die Dokumentation deiner PV-Anlage um herauszufinden, welcher Typ bei dir installiert wurde.
  
  

• 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%
    
    
• Horizont Einstellungen
  
  my4E bezieht automatisch Horizontdaten zum festgelegten Standort, soweit verfügbar. Du kannst aber auch selbst Horizonteinstellungen für alle Himmelsrichtungen festlegen, die dann die Berechnung der Vorhersage entsprechend beeinflussen. Hohe Horizonteinstellungen beeinflussen die Produktionsleistung entsprechend negativ.
  
  Horizontdaten lassen sich auch gut dafür nutzen, eventuellen Schattenwurf durch Bäume oder Gebäude in der Berechnung zu berücksichtigen. Hier muss man eventuell verschiedene Einstellungen selbst einmal testen und das Resultat bzw. den Effekt überprüfen.