Wie viel Solarstrom wird die Schweiz morgen produzieren? Diese Frage beantwortet das Energiedashboard des Bundesamts für Energie künftig noch genauer. Dafür werden neu satellitengestützte Strahlungsdaten für jeden Standort genutzt und Wetterunsicherheiten mit einem Prognosebereich statt mit einem einzelnen Wert dargestellt. Das verbessert sowohl die Schätzung der aktuellen PV-Produktion als auch die Zuverlässigkeit der Prognosen.  

Seit der Veröffentlichung der regionalen Daten zur Photovoltaikproduktion im Energiedashboard hat das Bundesamt für Energie zahlreiche Rückmeldungen von Netzbetreibern, Forschenden und weiteren Behörden erhalten. Besonders der Austausch mit MeteoSchweiz hat wertvolle Hinweise darauf gegeben, wie die Qualität der Daten und Prognosen weiter verbessert werden kann. 

Diese Rückmeldungen fliessen nun in eine überarbeitete Version des Modells ein. 

Präzisere Produktionsdaten dank Gitterdatenpunkte 

Bisher wurden für die Berechnung der PV-Produktion Strahlungsdaten von den einzelnen Messstationen von MeteoSchweiz verwendet. Neu basiert die Berechnung auf sehr genauen satellitengestützten Strahlungsdaten von MeteoSat, die als räumliche Rasterdaten bereitgestellt werden und die gesamte Schweiz abdecken. Für jede PV-Anlage wird die Sonneneinstrahlung des nächstgelegenen Rasterpunkts berücksichtigt. 

Dies hat mehrere Vorteile. Die Strahlungsdaten liegen räumlich näher am tatsächlichen Standort der jeweiligen Anlage und bilden lokale Unterschiede besser ab. Gerade in einem topografisch vielfältigen Land wie der Schweiz verbessert dies die räumliche Genauigkeit bei der Schätzung der PV-Produktion.  

Von einem Prognosewert zu einem Prognosebereich 

Auch bei den Prognosen gibt es eine wichtige Neuerung. 

In der ersten Version des Modells wurde für jeden Zeitpunkt ein einzelner Prognosewert ausgewiesen (deterministische Vorhersage), ohne Berücksichtigung der Unsicherheit in der Wetterprognose. Die Erfahrungen der letzten Monate haben jedoch gezeigt, dass solche deterministischen Prognosen bei unsicheren Wetterlagen teilweise grössere Abweichungen aufweisen können. Deshalb setzt das Bundesamt für Energie künftig auf einen probabilistischen Ansatz. MeteoSchweiz stellt dafür ein Ensemble mit 20 möglichen Wetterentwicklungen zur Verfügung, die unterschiedliche Verläufe der Wetterlage abbilden.  

Anstatt nur einen einzelnen Wert anzuzeigen, weist das Energiedashboard neu einen wahrscheinlichen Prognosebereich zwischen dem 25. und dem 75. Perzentil sowie einen erweiterten Prognosebereich zwischen dem 5. und dem 95. Perzentil aus. Der wahrscheinliche Bereich umfasst damit die mittleren 50 Prozent der Szenarien, der erweiterte Bereich 90 Prozent. Dadurch wird sichtbar, in welcher Bandbreite sich die PV-Produktion voraussichtlich bewegen wird und wie gross die Unsicherheit der Prognose ist. 

Die Prognosebereiche machen sichtbar, wie stark die erwartete Solarstromproduktion je nach Wetterentwicklung schwanken kann. So kann für einen bestimmten Zeitpunkt zwar ein mittlerer Produktionswert erwartet werden, bei wechselnder Bewölkung aber auch eine deutlich tiefere oder höhere Produktion eintreten. Die Darstellung der Bandbreite hilft deshalb, die Prognose realistisch einzuordnen, anstatt sich auf einen einzelnen Wert zu verlassen. 

Verschattung als nächster Entwicklungsschritt 

Ein weiterer Ausbau des Modells ist bereits in Arbeit. Künftig sollen Verschattungen durch Berge, Gebäude oder andere Hindernisse direkt in die Berechnung einfliessen. 

Ohne Berücksichtigung von Verschattungen wird angenommen, dass die verfügbare Sonneneinstrahlung ungehindert auf die PV-Anlage trifft. In der Realität können insbesondere in Bergregionen oder dicht bebauten Gebieten zeitweise deutliche Verschattungen auftreten. Die Integration solcher Informationen wird die Qualität der Produktionsschätzungen weiter verbessern und regionale Unterschiede noch realistischer abbilden. 

Offene Daten schaffen Mehrwert 

Die Weiterentwicklung des Modells zeigt exemplarisch, welchen Mehrwert offene und leicht zugängliche Daten schaffen können. Die Kombination aus öffentlichen Geodaten, Wetterdaten, künstlicher Intelligenz, physikalischen PV-Modellen und fachlichem Feedback aus der Praxis ermöglicht es, die Schätzung und Prognose der PV-Produktion kontinuierlich zu verbessern. Eine wichtige Grundlage für die weitere Entwicklung und Validierung solcher Schätzungen und Prognosen bleiben jedoch qualitativ hochwertige Messdaten zur tatsächlich produzierten Strommenge. 

Weiterführende Links: 

OGD Energiedashboard: Metadatenkatalog 

OGD MeteoSchweiz: https://www.meteoschweiz.admin.ch/service-und-publikationen/service/open-data.html  

Lucas Tochtermann, Stv. Leiter Digitalisierung und Informatik
Erica Madonna, Fachspezialist/in Analysen Perspektiven
Bild: BFE – Screenshot Energiedashboard