Solar-Igel

Im Rahmen von Analysen über eine großflächige Einbindung von solaren Energiewandlersystemen (Photovoltaik und solarthermische Kollektoren) in kommunale Energieversorgungsstrukturen hat sich gezeigt, dass zur Abschätzung und Vorhersage von Fluktuationen eine möglichst exakte Kenntnis der solaren Einstrahlungsverteilung notwendig ist. Da hierzu keine geeignete Messtechnik zur Verfügung steht, wurde am Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgung ein neuartiger Strahlungssensor entwickelt.

Mit diesem neuen Sensor ist es zum ersten Mal möglich, die solare Einstrahlung sowohl zeitlich als auch richtungsabhängig hochaufgelöst mit einem statischen Meßsystem zu erfassen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, für ein regional abgegrenztes Gebiet von etwa 150 km² ein Messnetz aus sieben Sensoren im Raum Paderborn zu errichten. Aus den Messdaten soll eine flächendeckende solare Einstrahlungsverteilung abgeleitet werden. Diese kann als Basis für eine intelligente Beleuchtungs- und Abschattungssteuerung im Zuge der fortschreitenden Gebäudeautomation sowie zur regionalen Unterstützung der Wetterprognose dienen.

Mit diesem neuen Messsystem eröffnen sich vielfältige neue Anwendungsgebiete, die in dieser Form mit konventioneller Messtechnik gar nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich sind. Eines dieser neuen Einsatzgebiete ist die Gebäudeautomation.

Der Solar-Igel setzt sich aus einem optischen System zur richtungsaufgelösten Erfassung der solaren Einstrahlung und einer Messelektronik zur Aufbereitung der elektrischen Signale der einzelnen Messwandler zusammen. Die Messelektronik besteht aus mehreren Verstärkerstufen, einem Analog-Digitalumsetzer (ADU), einem Multiplexer und einem Mikrocontroller. Der Mikrocontroller steuert den Messbetrieb des Solarstrahlungssensors und stellt die Messdaten dem Steuerrechner zur Verfügung.