ECN publicatie: facebook
Titel:
Voorspellen van duurzame energie in de bebouwde omgeving: SDE projectresultaten
 
Auteur(s):
 
Gepubliceerd door: Publicatie datum:
ECN Environment & Energy Engineering 1-10-2003
 
ECN publicatienummer: Publicatie type:
ECN-C--03-114 ECN rapport
 
Aantal pagina's: Volledige tekst:
81 Download PDF  (4943kB)

Samenvatting:

Het systeemintegratie projectcluster van de SDE richt zich op de fundamentele aspecten van de inpassing van duurzame energie in kleine woningclusters (~10 woningen). Binnen het project Voorspellen van Duurzame Energie in de Gebouwde Omgeving (VoDEGO) zijn methoden onderzocht en ontwikkeld die de onzekerheid die gepaard gaat met de inzet van decentrale duurzame bronnen proberen te verminderen.

Het weer heeft een sterke invloed zowel op het aanbod van zonne-energie en windenergie. De onzekerheid in de te verwachten energieopbrenst levert problemen zowel het ontwerp als bij de operatie van in geïntegreerde duurzame energiesystemen. Om deze onzekerheden te verminderen is in dit project de technische haalbaarheid van een tweetal software systemen onderzocht, te weten:

  • Een generator van energieaanbodpatronen fotovoltaïsche en windenergiesystemen, geschikt om te gebruiken als ontwerpinstrument bij het dimensioneren van aanbod-, vraag- en opslagsystemen in geïntegreerde duurzame energiesystemen.

  • Een systeem dat het korte-termijn energieaanbod van fotovoltaïsche en windenergiesystemen voorspellen, geschikt om te gebruiken als operationeel instrument bij het intelligent aansturen van aanbod-, vraag- en opslagsystemen.

Generatie van aanbodpatronen ? Bij een literatuurstudie werd duidelijk dat er voor zonne-energie toepassingen reeds een goede patroongenerator op de markt is. Voor windenergietoepassingen zijn dergelijke systemen niet beschikbaar. De voor thermodynamische gebouwsimulaties veel gebruikte test referentie jaren zijn voor het onderzoeken van korte-termijn gedrag van energiesystemen minder geschikt omdat deze tijdreeksen de gemiddelde situatie representeren en dus zijn ontdaan van extremen. Binnen het project is een patroongenerator windenergieaanbod ontwikkeld die dit probleem ondervangt. De methode is gebaseerd op historische windmeetgegevens zoals die door het KNMI vrij worden verspreidt. De patroongenerator zet deze meetreeksen om in een vermogensreeks voor een specifieke windturbine. De gebruiker heeft de mogelijkheid de generator aan zijn eigen wensen aan te passen door de karakteristiek van de windturbine in te stellen, alsmede de locale eigenschappen van het terrein rond de turbine. De generator is geïmplementeerd in Matlab.

Aanbodvoorspelling Zon ? Uit een markt- en literatuurstudie is niet gebleken dat er al methoden zijn ontwikkeld om korte-termijn prognoses te maken van de elektriciteitsproductie uit foto-voltaïsche of thermische zonne-energie.

In een studie naar kandidaatmethoden voor het voorspellen van de electriciteitsproductie door PV-systemen zijn een aantal methoden ontwikkeld. De methoden die onderzocht zijn, zijn gebaseerd op instralingsverwachtingen (meteomethode), historische gegevens (persistentiemethode) en combinaties daarvan (combimethoden).

Bij de meteo-methode bleken de onzekerheden in de verwachte energieproductie gedomineerd te worden door de onzekerheid van het verwachte uurpatroon van de horizontale instraling nabij het PV-systeem. Uit een vergelijkende studie bleek dat de prestaties van de drie methoden niet veel uiteen lopen. De best presterende methode is een combi-methode.

Aanbodvoorspelling Wind ? In verschillende landen (met name Duitsland en Denemarken) zijn methoden voor aanbodvoorspelling windenergie beschikbaar of in ontwikkeling. Omdat geen van de partijen performancematen hebben gepubliceerd is een onderlinge vergelijking niet mogelijk. Wel is duidelijk dat elk van de methoden één of meer van hiaten heeft: de nauwkeurigheid van de windenergieprognoses is matig, de prognoses zijn voor uurlijkse waarden en een maat voor de onzekerheid in de prognoses ontbreekt. Verder wordt in veel gevallen in de modellering de invloed van thermische instabiliteit niet meegenomen.

Binnen dit project is een Aanbodvoorspeller Windenergie ontwikkeld voor de Nederlandse situatie en vanuit het gecombineerde perspectief van gebruik in de gebouwde omgeving en gebruik voor programmaverantwoordelijkheid. Deze voorspeller heeft bij een voorspelhorizon van enkele uren (>=5) een hogere nauwkeurigheid dan de persistentie methode of de vaste waarde methode. Bij gebruik van de voorspeller blijft er ruwweg voor iedere 3 kilowatt windstroom 1 kilowattuur onbalans bestaan.

Voor voorspellingen op de zeer-korte-termijn, tot ongeveer 5 uur vooruit, is de persistentie (met een eventuele verbeterende aanpassing) de aangewezen methode.


Terug naar overzicht.