Schmidt, Thomas (2017) High resolution solar irradiance forecasts based on sky images. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Very short-term solar forecasts based on sky images of ground-based cameras introduce a new forecasting methodology for solar energy applications which covers forecast horizons up to 30 minutes. In this thesis, a newly developed image-based forecasting model for the usage in different applications is presented. The core components of the model are cloud detection, cloud motion tracking, cloud shadow projection and irradiance modelling. The model takes raw camera images, local solar irradiance measurements and cloud base height estimations as input data and provides estimations of near-future surface solar irradiance distribution. Large data sets comprising sky images, pyranometer measurements and in some cases cloud base height and PV power measurements are the basis for an in-depth analysis of its forecast performance. Model forecasts are compared with persistence forecasts to evaluate its skill.

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Hochaufgelöste Prognosen der Solarstrahlung mittels Himmelsaufnahmen

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Kürzestfristvorhersagen der solaren Einstrahlung bis zu 30 Minuten im Voraus mittels bodengebundener Wolkenkameras stellen eine neue Methode der Prognose der solaren Energieerzeugung dar. Diese Arbeit stellt ein neues, für verschiedene Anwendungen entwickeltes Wolkenkamera-basiertes Vorhersagemodell vor. Die Kernmodule des Modells sind die Wolkenerkennung, die Analyse der Wolkenbewegung, die Projektion der Wolkenschatten und die Strahlungsmodellierung. Das Modell nutzt Aufnahmen der Kamera, lokale Strahlungsmessungen und Abschätzungen der Wolkenbasishähe um eine Verteilung der kurzfristigen bodennahen Einstrahlung zu prognostizieren. Umfangreiche Datensätze von Kamerabildern, Strahlungsmessungen und teilweise Wolkenhöheninformationen und PV Leistungsmessungen bilden die Basis für eine tiefgehende Analyse der Vorhersagequalität. Zur Ermittlung der Vorhersagegüte werden die Modellprognosen hierbei mit Persistenzprognosen verglichen.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Sonnenstrahlung, Prognose, Sky Imager, Fotovoltaik, Erneuerbare Energien, Energiemeteorologie
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science > Institute of Physics (IfP)
Date Deposited:	13 Sep 2017 10:40
Last Modified:	13 Sep 2017 12:39
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/3232
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-33130
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