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Titel: Bestimmung langjähriger stündlicher Zeitreihen und räumlich hochaufgelöster Karten der Direkt-Normal-Strahlung auf der Basis von Meteosat-Daten und Atmosphärenparametern für die Nutzung in konzentrierenden Solarkraftwerken
Autor: Schillings, Christoph
Weitere Beteiligte: Bendix, Jörg (Prof.)
Erscheinungsjahr: 2004
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2004/0623
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2004-06234
DOI: https://doi.org/10.17192/z2004.0623
DDC: Geowissenschaften
Titel(trans.): Determination of long-term hourly time series and high resolution maps of direct normal irradiance based on Meteosat data and atmospheric parameters for application in solar thermal concentrating power plants

Dokument

Schlagwörter:
Sonnenstrahlung, Direkt-Normal-Strahlung, Direct-Normal-Irradiance, Solar thermal power plants, Geoinformationssystem, Solarthermische Kraftwerke, Meteosat, Sonnenkraftwerk

Zusammenfassung:
Konzentrierende Solarsysteme können einen sehr großen Teil der zukünftigen Strom- und Wärmeerzeugung leisten. Die Technik dieser Systeme steht kurz vor der Markteinführung, da die Stromgestehungskosten beinahe konkurrenzfähig geworden sind. Eine zentrale Größe ist dabei die Direkt-Normal-Strahlung, sozusagen der "Brennstoff" solcher Kraftwerke, die einen sehr hohen Einfluss auf deren Leistung und Stromerträge hat. Konzentrierende Solarkraftwerke sind eine Großinvestition, bei der schon in der Planungsphase eine Risiko- und Kostenreduktion angestrebt wird. Daher müssen heute Aussagen über die vorhandenen Strahlungsressourcen gemacht werden, um in Zukunft Solarenergie wirtschaftlich nutzen zu können. Die vorliegende Arbeit erarbeitet ein operationelles Verfahren, das mit Hilfe von sichtabaren und infraroten Daten des geostationären Satelliten Meteosat und Atmosphärendaten für Ozon, Wasserdampf und Aerosol mittels eines Parametrisierungsmodells die stündliche Direkt-Normal-Strahlung berechnet. Diese kann für große Regionen, Länder oder einzelne Standorte innerhalb des Sichtbereiches des Satelliten Meteosat in einer räumlichen Auflösung von bis zu 5km x 5km für Zeitreihen bis zu 20 Jahren bestimmt werden. Die so gewonnenen Informationen der verfügbaren Strahlungsressource sind ein wichtiger Bestandteil bei der Planung und Auslegung von konzentrierenden Solarkraftwerken und bei der Abschätzung des Strahlungspotenzials einer Region.

Summary:
Concentrating solar systems can provide a major part of the future power and heat demand. The technology of such systems is only one step away from the market introduction due to its competitive levelized electricity costs. The direct normal irradiance, the "solar fuel" of such plants, is one of the most important item which affects the capacity and gain of the power plant in a huge amount. Due to the high investment of such plants, information about the solar ressource has to be available today to assess the future economic performance. This work developes an operational tool, which calculates the hourly direct normal irradiance using a parameterization irradiance model. Therefore, infrared and visible data of the geostationary satellite Meteosat and atmospheric data of ozone, water vapor and aerosol are used. The hourly irradiance can be determined for large regions, countries or single sites within the field of view of Meteosat with a spatial resolution of 5km x 5km and for time series up to 20 years. This information about the available solar resource is very useful for planing and developing concentrating solar power plants and for solar resourcee assessment of regions.


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