DE602004010281T2

DE602004010281T2 - Verfahren und system zur vorhersage der solarenergieproduktion

Info

Publication number: DE602004010281T2
Application number: DE602004010281T
Authority: DE
Inventors: James M. Concord BING
Original assignee: New Energy Options Inc
Current assignee: NEO Virtus Engineering Inc
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: EP1660917B1; US20100017341A1; US8280799B2; DE602004010281D1; ES2297491T3; WO2005019870A2; US20130013486A1; WO2005019870A3; US7580817B2; EP1660917A2; US8527398B2; US20050039787A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Seit die erste praktische Demonstration von Foto(PV)elementen, Bauelementen, die verwendet werden, um Sonnenlicht direkt in elektrische Energie umzuwandeln, in 1954 durchgeführt wurde, haben Menschen versucht, die Technologie in immer zunehmenderem Maße zur terrestrischen Energieproduktion zu verwenden. Damit diese und andere Solartechnologien, wie z. B. solarthermische und solarthermisch-elektrische Systeme, optimal ausgeführt werden können, sind Auswert-Verfahren und -Prozesse von Wissenschaftlern und Forschern entwickelt worden, um die relative Konzentration von Sonnenstrahlung, die die Oberfläche der Erde in unterschiedlichen geographischen Stellen trifft, kartographisch darzustellen. Dieser Prozess einer kartographischen Darstellung der Sonnenintensität wird im Allgemeinen als Solarressourcenbewertung bezeichnet. Eine herkömmliche Solarressourcenbewertung kann auf viele Weisen mit Prospektieren, wenn auch mit der Verwendung von komplizierten Instrumenten und peinlich genauen wissenschaftlichen Verfahren und Praktiken, verglichen werden. Einige der Produkte dieses Bewertungsprozesses sind Datenbanken, die die regionale Intensität der Solarressource auf einer Stundenbasis über den Verlauf vieler Jahre katalogisieren. Diese Datenbanken werden mit einer topographischartigen Abgrenzung und Schattierungen entsprechend der Intensität der durchschnittlichen jährlichen Solarressource häufig als Karten wiedergegeben. Weil die die Oberfläche der Erde treffende Sonnenstrahlung sehr von den örtlichen meteorologischen Bedingungen abhängt, kann sie von einem Tag, Woche, Monat oder Jahr zum nächsten variieren. Deshalb enthalten die Datenbanken normalerweise Zeitintervalle, die groß genug sind (vielleicht so viel wie dreißig Jahre), um die Jahr-zu-Jahr-Variation zu glätten und die charakteristischen jährlichen klimatischen Bedingungen des Orts, der bewertet wird, zu approximieren. Ein einzelnes repräsentatives Jahr von Bewertungsdaten für einen Ort kann aus einem Durchschnitt einer größeren Mehrjahresdatenbank synthetisiert sein. Ein Verfahren, das verwendet wird, um ein solches repräsentatives Jahr zu erzeugen, besteht darin, die "typischsten" einzelnen Monate aus einer Datenbank von dreißig Jahren auszuwählen und sie zu kombinieren, um ein typisches meteorologisches Jahr (TMY) zu bilden. Die sich ergebende Einjahresdatenbank von Bestrahlungsstärke- und Wetterdaten sagt die Bedingungen voraus, die für einen Ort über eine Periode erwartet werden können, die der ursprünglichen Abtastungsperiode von dreißig Jahren ähnelt.
Sobald diese Solarressourcendatenbanken kompiliert sind, können sie als Eingaben in Softwareprogramme verwendet werden, die eine elektrische Energieproduktion von Solarenergieerzeugungssystemen simulieren. Diese Simulationsprogramme verwenden die Solarressourcendaten für eine gegebene Stelle in Kombination mit den physischen Parametern eines speziellen Solarerzeugungssystems – wie z. B. Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Kennmerkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge, Höhe über einer Bezugsebene und andere Merkmale, die benötigt werden, um den Solargenerator zu charakterisieren –, um die Nutzenergie zu veranschlagen, die von dem System über den Verlauf einer Zeitspanne erwartet werden kann, die mit der ursprünglichen Datenabtastungsperiode vergleichbar ist. Unter Verwendung eines solchen Prozesses ist es möglich, die Nutzenergie zu veranschlagen, die durch ein Solarenergieerzeugungssystem über seine Lebensdauer von dreißig Jahren erzeugt werden würde.
Gegenwärtig trägt Sonnenenergie nur einen sehr kleinen Bruchteil der elektrischen Energie bei, die im elektrischen Netz verbraucht wird. In seiner gegenwärtigen Form ist das elektrische Netz sowohl in seiner physischen Struktur als auch in seiner Marktkonfiguration nicht ausgelegt, um einen signifikanten Prozentsatz seiner täglichen Energietransaktionen aus Sonnenenergie einzuverleiben. Weil mit gegenwärtiger Technologie keine großen Mengen von elektrischer Energie kostenwirksam gespeichert werden können, erfordert das Netz ein dauerndes Management, um Produktion mit Bedarf ins Gleichgewicht zu bringen. Elektrizität ist ein Produkt, das verbraucht werden muss, sobald es erzeugt ist. Weil es so wesentlich und kritisch für unsere Gesellschaft ist, sind Zuverlässigkeitsstandards außerordentlich hoch, wobei häufig darauf Bezug genommen wird, dass sie in den "hohen Neunern" liegen. Dieser Standard zeigt an, dass es erwartet wird, dass eine Versorgung 99,999% der Zeit vorhanden ist und innerhalb von Spezifikationen liegt. Für Ingenieure, die die prompte Ausführung einer Erzeugung, die Reserven und die Übertragungsbeschränkungen des Netzes verwalten müssen, stellt eine netzgebundene Sonnenenergie kein Problem dar, vorausgesetzt dass ihr Beitrag ein kleiner Prozentsatz der Energie ist, die durch das System fließt. Für Händler in deregulierten Großhandelsenergiemarkten, die Energie zu Endbenutzern wiederverkaufen und die den Bedarf ihrer Kunden antipizieren müssen, stellt eine Solarenergieerzeugung, die unter diesen Kunden verteilt wird, kein Problem dar, wiederum vorausgesetzt, dass eine Erzeugung nur einen kleinen Prozentsatz des Gesamtbedarfs bildet.
Die JP-A-10 108 486 beschreibt ein System zum Bestimmen einer Energieproduktion für Solarenergieerzeugungssysteme in einem Gebiet, das bekannte äußere Kennmerkmale aufweist, wobei das System umfasst: eine Einrichtung zum Sammeln von meteorologischen Daten für einen gegebenen Bereich des Gebiets, eine Einrichtung zum Veranschlagen von Bestrahlungsstärkeniveaus unter Verwendung von Parametern, die von den meteorologischen Daten gesammelt sind, und eine Einrichtung zum Simulieren einer Solarenergieproduktion unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und äußeren Kennmerkmale des Solarenergieerzeugungssystems in dem gegebenen Bereich des Gebiets.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Wirtschaftlichkeit von elektrischer Energie ändert sich und während sich die Kosten von Energie, die von Solarerzeugungssystemen erzeugt ist, denjenigen von herkömmlichen Erzeugungstechnologien annähern, wird Sonnenenergie auf dem Energieversorgungsnetz häufiger werden. Solarbestrahlungsstärke ist im Mittel auf einer Jahresbasis periodisch und voraussagbar. Jedoch ist auf einer Stundenbasis Sonnenenergie auf der Oberfläche der Erde grundsätzlich mit Unterbrechungen vorhanden und wird im Allgemeinen nicht als voraussagbar betrachtet. Wenn Solarenergieerzeugungssysteme zunehmen, so dass sie einen signifikanten Bruchteil des Tagesenergiebedarfs des elektrischen Netzes decken, stellen sie, sei es auf der Kundenseite oder auf der Versorgungsseite des Elektrizitätszählers, eine ernste Managementherausforderung in Bezug auf die Stabilität, Sicherheit und Zuverlässigkeit des Netzes dar, außer wenn ihre Produktion genau auf derselben Stundenbasis wie diejenige vorausgesagt werden kann, die verwendet wird, um herkömmliche erzeugende Ressourcen promt zuzuteilen. Dieselben Überlegungen gelten für Energiemärkte. Wenn Solarenergieerzeugungssysteme ein Hauptbeitragender zum Gesamtenergiemix in einem Betriebsterritorium werden, würden sie den zugeordneten Großhandelselektroenergiemarkt auch potenziell stark stören, außer wenn ihr Beitrag genau auf einer Stundenbasis vorausgesagt werden kann. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um eine stündliche Solarenergiesystemproduktion in der nächsten Stunde oder bis zur nächsten Woche vorauszusagen.
Herkömmliche Solarressourcenbewertungsverfahren sammeln Langzeit-Bestrahlungsstärkedaten, die speziellen geographischen Orten zugeordnet sind, entweder durch eine direkte Messung oder durch Modellieren von meteorologischen Beobachtungen. Die Rohdatensätze können Dekaden überbrücken. Diese historischen Daten werden für jeden geographischen Ort in ein einziges repräsentatives Jahr destilliert. Die destillierten ortsspezifischen Einjahres-, "durchschnittlichen" oder "typischen" Datensätze können dann als Eingänge zu Solarenergiegeneratorsimulationsprogrammen verwendet werden. Dieser Prozess veranschlagt die jährliche elektrische Energieproduktion, die das spezifische simulierte System liefern würde, wenn es über einen Zeitrahmen laufen müsste, der mit der ursprünglichen Datensammelzeit vergleichbar ist. Das Problem bei Verwendung dieses Prozesses als ein Veranschlagungsverfahren besteht darin, dass der historische Langzeit-Datensatz statisch ist. Jedes Mal, wenn eine Simulation auf Grundlage eines historischen meteorologischen und Bestrahlungsstärkeprofils einer Stelle in Kombination mit den eindeutigen Kennmerkmalen eines spezifischen Solarenergiegeneratorsystems durchgeführt wird, ergibt sich eine einzige Lösung – eine Einjahresvoraussage einer stündlichen elektrischen Energieproduktion. Diese Simulation erzeugt für ein spezifisches System an einem spezifischen Ort immer dieselbe Lösung. Die Lösung stellt so etwas wie einen Langzeitdurchschnitt für die geographische Stelle und den Solargenerator, der simuliert oder modelliert wird, dar.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen prospektiven Datensatz statt eines statischen retrospektiven Datensatzes verwenden. Weiter kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine eindeutige Lösung mit jeder Iteration der Simulation erzielt werden (außer wenn zwei stündliche Einwochenvorhersagen zu genau identischen meteorologischen und Bestrahlungsstärkebedingungen für die ganze Vorhersageperiode führen), indem meteorologische Vorhersagedaten verwendet werden, um ein zukünftiges Sofort-Kurzzeit-Bestrahlungsstärkeprofil einer Stelle vorauszusagen. Weiter können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stündliche regionale Wochevoraus- und Stundevoraus-Voraussagen einer Solarenergieproduktion erzielen, indem Stand-der-Technik-Einwochenwettervorhersage, -Bestrahlungsstärkemodellbildungstechnologie und -Solarenergieerzeugungssimulationstechniken kombiniert werden. Mit diesem Lösungsansatz kann ein Stromnetz funktionieren, wobei ein signifikanter Anteil seiner Erzeugungskapazität, die durch Solarenergiesysteme geliefert wird, überall in seinem Netzwerk verteilt wird. Ein anderer Aspekt der Erfindung liefert eine Verbesserung für die Vorhersagewerkzeuge, die Netzoperatoren im Augenblick verwenden, um ihre Last zu antipizieren. Ein anderer Aspekt liefert ein Verfahren für Energiehändler, um ihre kurzfristigen Kontraktverpflichtungen zu antipizieren und ihre Position im Markt anzupassen. Zusätzlich können neue handelbare Energieprodukte definiert werden, die einen Mechanismus liefern, um das finanzielle Risiko zu managen, das mit dem inhärenten zeitweiligen Aussetzen von Sonnenenergie verbunden ist.
Demgemäß wird ein Verfahren zur Vorhersage einer Energieproduktion für Solarenergieerzeugungssysteme in einem Gebiet bereitgestellt, indem meteorologische Daten von einer Kurzzeitwettervorhersage für einen gegebenen Bereich des Gebiets gesammelt werden, Bestrahlungsstärkeniveaus unter Verwendung von Parametern, die von den meteorologischen Daten gesammelt sind, veranschlagt werden und eine Solarenergieproduktion unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und äußeren Kennmerkmale jedes Solarenergieerzeugungssystems in dem gegebenen Bereich des Gebiets simuliert werden. Die Parameter können Globalbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (GH), Diffusbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (DH) und senkrechte Direktbestrahlungsstärke (DN) umfassen. Die meteorologischen Daten können auf einer Wochevoraus-Stundenbasis gesammelt werden. Die äußeren Kennmerkmale des Solarerzeugungssystems können umfassen: Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Kennmerkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge und Höhe über einer Bezugsebene.
Das Verfahren kann verwendet werden, um die durch eine einzelne Einrichtung mit einem Solarerzeugungssystem importierte oder exportierte elektrische Netto-Energie von der simulierten Solarenergieproduktion und dem vorhergesagten Energiebedarf für diese Einrichtung vorherzusagen.
Das Verfahren kann eine elektrische Netto-Energieproduktion oder -verbrauch für ein Gebiet mit Einrichtungen, die Solarerzeugungssysteme besitzen, bestimmen, indem eine durch diese Einrichtungen importierte oder exportierte Netto-Energie in Kombination mit dem elektrischen Energieverbrauch von Einrichtungen in dem Gebiet, die keine Solarenergieerzeugungssysteme besitzen, simuliert wird. Das Verfahren kann die auf einer Zieloberfläche einfallende Sonnenenergie unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und äußeren Kennmerkmale der Zieloberfläche auf einer Stundenbasis vorhersagen. Die äußeren Kennmerkmale der Zieloberfläche können umfassen: Oberflächengröße, Orientierungswinkel, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge und Höhe über einer Bezugsebene.
Das Verfahren kann für Energiehändler, die Langzeit-Energiekontraktverpflichtungen zur Versorgung von Lasten haben, den Kurzzeitbedarf ihrer Kunden bestimmen; von denen einige ein Solarerzeugungsvermögen in ihren Einrichtungen aufweisen. Das Verfahren kann Kurzzeitenergiekäufe oder -verkäufe eines Händlers anpassen, sei es in einem Tagvoraus- oder einem Spotmarkt. Der Energiehändler kann den Prozess verwenden, um eine stündliche Netto-Energieproduktion oder -verbrauch von Kunden in dem Zeitintervall zu veranschlagen, das durch den Kurzzeitmarkt festgelegt ist. Weiter kann das Verfahren Energieverkäufe oder -käufe in einem Tagvoraus-Markt gegen Mangel im Spotmarkt sichern oder absichern. Ein stündlicher Kurzzeitenergieterminmarkt kann definiert werden, der aus Optionen besteht, um Blöcke von Energie in dem Echtzeit- oder Spotmarkt bei vorher vereinbarten Preisen zu kaufen oder zu verkaufen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden spezielleren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich, wie in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, in denen sich überall in den unterschiedlichen Ansichten gleiche Bezugszeichen auf dieselben Teile beziehen.
1A stellt ein Systemdiagramm zur Voraussage von elektrischer Energieproduktion für Solarenergieerzeugungssysteme eine Woche im voraus auf einer Stundenbasis dar;
1B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 1A dar;
2A stellt ein Systemdiagramm zur Voraussage der elektrischen Netto-Energieproduktion oder -verbrauch für eine einzelne Einrichtung, die ein Solarenergieerzeugungssystem besitzt, eine Woche im voraus auf einer Stundenbasis dar;
2B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 2A dar;
3A stellt ein Systemdiagramm zur Voraussage einer elektrischen Energieproduktion für einen Satz von Solarenergieerzeugungssystemen, die über ein Gebiet verteilt sind, eine Woche im voraus auf einer Stundenbasis dar;
3B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 3A dar;
4A stellt ein Systemdiagramm zur Voraussage der elektrischen Netto-Energieproduktion oder -verbrauch für einen Satz von Einrichtungen, die Solarenergieerzeugungssysteme besitzen, die über ein Gebiet verteilt sind, eine Woche im voraus auf einer Stundenbasis dar;
4B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 4A dar;
5A stellt ein Systemdiagramm zur Voraussage der Sonnenenergie, die auf eine Oberfläche auffällt, eine Woche im voraus auf einer Stundenbasis dar;
5B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 5A dar;
6 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Antipizieren des Kurzzeitbedarfs für Kunden dar, die ein Solarenergieerzeugungsvermögen in ihren Einrichtungen aufweisen; und
7 stellt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Sichern oder Absichern von Energieverkäufen oder -käufen in dem Tagvoraus-Kurzzeitmarkt gegen Mangel in einem Spotmarkt dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung folgt.
Im Allgemeinen liefert, wie in 1A dargestellt, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein System 100 zum Voraussagen einer elektrischen Energieabgabe für ein Solarstromerzeugungssystem (Solarenergiegenerator) eine Woche im voraus in einstündigen Intervallen. Das Solarenergieerzeugungssystem kann ein beliebiger Typ von Solarenergieerzeugungssystem sein, der im Stand der Technik bekannt ist, wie z. B. ein fotoelektrisches Erzeugungssystem. Das System 100 umfasst einen Prozessor 110, eine Datenbank 120, ein Wetterdatenmodul 130, ein Solarbestrahlungsstärke-Datenmodul 140, ein Solarstromerzeugungssystem-Charakterisierungsmodul 150, eine Verbindung mit einem Wetterdienstfremdanbieter 160 und ein Ausgabegerät 170. Das Datenbankmodul 120, das Wetterdatenmodul 130, das Solarbestrahlungsstärke-Datenmodul 140 und das Solarstromerzeugungssystem-Charakterisierungsmodul 150 werden weiter hierin beschrieben. Die Verbindung mit einem Wetterdienstfremdanbieter 160 kann das Internet, die Direktdurchwahl oder andere Verbindungseinrichtungen sein, die im Stand der Technik bekannt sind. Das Ausgabegerät 170 kann eine Anzeige, ein Drucker oder ein beliebiges anderes Ausgabegerät sein, das im Stand der Technik bekannt ist.
Das Wetterdatenmodul 130 umfasst ein Kurzzeitwettervorhersagemodul 132, das meteorologische Einwochenvorhersagedaten für eine geographische Stelle des Solargenerators von dem Wetterdienstanbieter 160 sammelt und die Daten in der Datenbank 120 speichert. Das Solarbestrahlungsstärke-Datenmodul 140 umfasst ein Veranschlagungsmodul 142, das Typ und Intensität von Sonnenstrahlung für den Ort von ausgewählten meteorologischen Parametern von den meteorologische Vorhersagedaten veranschlagt und die Daten in der Datenbank 120 speichert. Das Solarstromerzeugungssystem-Charakterisierungsmodul 150 umfasst bekannte Kennmerkmale des Solarstromerzeugungssystems, und die Kennmerkmaldaten werden als die Daten in der Datenbank 120 gespeichert. Das System 100 kombiniert die Daten von dem Wetterdatenmodul 130, dem Solarbestrahlungsstärke-Datenmodul 140 und dem Solarstromerzeugungssystem-Charakterisierungsmodul 150 und simuliert die Energieabgabe für den Solargenerator. Die Abgabe wird auf einem Ausgabegerät 170 angezeigt. Die Abgabe des Systems 100 ist eine stündliche Veranschlagung der elektrischen Energieproduktion des Solargenerators, der modelliert wird, für die Woche der ursprünglichen Wettervorhersage.
1B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 1A zur Voraussage einer elektrischen Energieproduktion durch ein Solarstromerzeugungssystem eine Woche im voraus auf einer Stundenbasis dar. Der Prozess kann durch die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Sammle Einwochen-Wettervorhersagedaten 180 für ein interessierendes geographisches Gebiet von einem Wetterdienstanbieter, wie z. B. dem National Weather Service oder einer kommerziellen Alternative. Wandle die Wettervorhersagedaten in ein Format um, das zur Verwendung als Eingänge in ein Bestrahlungsstärkemodell 182 benötigt wird. Das Bestrahlungsstärkemodell 182 kann MRM^TM (Meteorological Radiation Model) oder ein beliebiges anderes geeignetes Bestrahlungsstärkemodell sein, das Veranschlagungen von Solarbestrahlungsstärkeparametern erzeugt. Die Solarbestrahlungsstärkeparameter können Globalbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (GH), Diffusbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (DH) und senkrechte Direktbestrahlungsstärke (DN) von den meteorologischen Parametern umfassen.
2. Setze die regionalen meteorologischen Vorhersagedaten 180 in das ausgewählte Bestrahlungsstärkemodell 182 ein, um Bestrahlungsstärkeniveaus, ausgedrückt in Form von GH, DH und DN, für die fraglichen Stunden und das fragliche Gebiet zu veranschlagen. Erzeuge eine kombinierte Datenbank 184 von Bestrahlungsstärkeparametern und meteorologischen Daten für jede Stunde der Vorhersagewoche. Die kombinierte Datenbank 184 wird in einem Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 190, wie z. B. PV Design Pro^TM, verwendet.
3. Füge die physischen Parameter 186 für das Solarenergieerzeugungssystem hinzu. Die Parameter können umfassen: Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Kennmerkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge, Höhe über einer Bezugsebene und andere Merkmale. Die physischen Parameter 186 werden zu der kombinierten Datenbank 184 hinzugefügt, um eine kombinierte meteorologische Bestrahlungsstärke- und Solarenergiegenerator-Datenbank 188 zu erzeugen, die benötigt wird, um das Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 190 laufen zu lassen.
4. Lass das Simulationsprogramm 190 laufen, und gibt die elektrische Systemproduktion für die Systeme, die modelliert werden, aus. Dieses Ergebnis ist eine Datenbank 192, die die elektrische Abgabe für jede Stunde der Vorhersageperiode für das System enthält, das ausgewertet wird.

2A ist eine andere Ausführungsform der Erfindung, die ein System 200 zur Voraussage der stündlichen Netto-Energie in Bezug zum Punkt gemeinsamer Verbindung mit einem elektrischen Netz, die entweder zum elektrischen Netz exportiert oder von ihm importiert wird, für Solarenergieerzeugungssysteme bereitstellt, die in einer Einrichtung angeordnet sind, die normalerweise elektrische Energie von einem elektrischen Netz verbraucht. Das System 200 umfasst die Komponenten des Systems 100 von 1A und ein Lastvorhersagemodul 210. Das Lastvorhersagemodul 210 modelliert den Energieverbrauch der Einrichtung für dieselbe Periode wie die Wettervorhersage, die verwendet wird, um die stündliche Solarerzeugung vorauszusagen. Die stündlich vorhergesagte Last für die Einrichtung wird dann von der stündlich vorhergesagten Energieproduktion deduziert. Das Ergebnis ist eine stündliche Vorhersage der elektrischen Netto-Energie, die durch die Einrichtung für die fragliche Woche erzeugt oder verbraucht wird.
2B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 2A zur Voraussage der elektrischen Netto-Energie auf einer Stundenbasis eine Woche im voraus dar, die von einem elektrischen Netz durch eine Einrichtung importiert oder exportiert wird, die ein Solarenergieerzeugungssystem auf der Lastseite des Punkts gemeinsamer Verbindung mit dem elektrischen Netz aufweist. Dieser Prozess kann durch die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Sammle Einwochen-Wettervorhersagedaten 180 für ein interessierendes geographisches Gebiet von einem Wetterdienstanbieter, wie z. B. dem National Weather Service oder einer kommerziellen Alternative. Wandle die Wettervorhersagedaten in ein Format um, das zur Verwendung als Eingänge in ein Bestrahlungsstärkemodell 182 benötigt wird. Das Bestrahlungsstärkemodell 182 kann MRM^TM (Meteorological Radiation Model) oder ein beliebiges anderes geeignetes Bestrahlungsstärkemodell sein, das Veranschlagungen von Solarbestrahlungsstärkeparametern erzeugt. Die Solarbestrahlungsstärkeparameter können Globalbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (GH), Diffusbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (DH) und senkrechte Direktbestrahlungsstärke (DN) von den meteorologischen Parametern umfassen.
2. Setze die regionalen meteorologischen Vorhersagedaten 180 in das ausgewählte Bestrahlungsstärkemodell 182 ein, um Bestrahlungsstärkeniveaus, ausgedrückt in Form von GH, DH und DN, für die fraglichen Stunden und das fragliche Gebiet zu veranschlagen. Erzeuge eine kombinierte Datenbank 184 von Bestrahlungsstärkeparametern und meteorologischen Daten für jede Stunde der Vorhersagewoche. Die kombinierte Datenbank 184 wird in einem Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 190, wie z. B. PV Design Pro^TM, verwendet.
3. Füge die physischen Parameter 186 für das Solarerzeugungssystem hinzu. Die Parameter können umfassen: Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Kennmerkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge, Höhe über einer Bezugsebene und andere Merkmale. Die physischen Parameter 186 werden zur kombinierten Datenbank 184 hinzugefügt, um eine kombinierte meteorologische Bestrahlungsstärke- und Solarenergiegenerator-Datenbank 188 zu erzeugen, die benötigt wird, um das Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 190 laufen zu lassen.
4. Lass das Simulationsprogramm 190 laufen, und gibt die elektrische Systemproduktion für die Systeme, die modelliert werden, aus. Dieses Ergebnis ist eine Datenbank 192, die die elektrische Abgabe für jede Stunde der Vorhersageperiode für das System enthält, das ausgewertet wird.
5. Lass ein Energiebedarfsvorhersagesimulationsprogramm, wie z. B. CEDMS (Commercial Energy Demand Model System) oder REDMS (Residential Energy Demand Model System), für die Einrichtung laufen, die das Solarenergieerzeugungssystem umfasst, das gerade modelliert worden ist. Diese Modelle liefern ein Bedarfsprofil für die Einrichtung, die in Betracht gezogen wird, das den Elektrizitätsbedarf darstellt, den diese Kunden in der Abwesenheit von jeglicher am Kundenort gelegener Erzeugung darstellen würden.
6. Subtrahiere die Abgabe der Bedarfsvorhersagesimulation 220 von der Abgabe des Solarenergiegeneratorsimulationsprogramms 192, um eine Einwochenvorhersage auf einer Stundenbasis 240 der elektrischen Netto-Energie zu erzeugen, die vom Netz importiert oder exportiert wird.

3A ist eine andere Ausführungsform der Erfindung, die ein System 300 zur Voraussage der elektrischen Energieabgabe von einem Satz von Solarstromerzeugungssystemen liefert, die über ein Gebiet verteilt sind. Das System 300 umfasst die Komponenten des Systems 100 von 1A und ein Ortssummierungsmodul 310. Das Ortssummierungsmodul 310 wiederholt den wie in 1B beschriebenen Prozess bis sämtliche der Solarstromerzeugungssysteme in dem Gebiet modelliert worden sind. Bei jeder Iteration des Prozesses wird die Energieabgabe des Solarstromerzeugungssystems, das ausgewertet wird, mit derjenigen von denjenigen summiert, die bereits ausgewertet worden sind. Das Ergebnis dieses Prozesses ist eine Einwochenvorhersage auf einer Stundenbasis der Gesamtenergieproduktion der Solarstromerzeugungssysteme, die über das Gebiet, das ausgewertet wird, verteilt sind.
3B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 3A zur Voraussage der elektrischen Energie, die durch einen Satz von N Solarstromerzeugungssystemen erzeugt wird, die über ein Gebiet verteilt sind, auf einer Stundenbasis eine Woche im voraus dar. Der Prozess kann durch die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Für einen Satz von N Solarenergieerzeugungssystemen, die über ein Gebiet verteilt sind, setze eine Variable X = 1.
2. Sammle Einwochen-Wettervorhersagedaten 320 für ein interessierendes geographisches Gebiet von einem Wetterdienstanbieter, wie z. B. dem National Weather Service oder einer kommerziellen Alternative, für das Subgebiet oder die Netzzelle, das/die dem Solarenergieerzeugungssystem entsprechend der Stelle von Ort X am nächsten ist. Wandle die Wettervorhersagedaten in ein Format um, das zur Verwendung als Eingänge in ein Bestrahlungsstärkemodell 322 benötigt wird. Das Bestrahlungsstärkemodell 322 kann MRM^TM (Meteorological Radiation Model) oder ein beliebiges anderes geeignetes Bestrahlungsstärkemodell sein, das Veranschlagungen von Solarbestrahlungsstärkeparametern erzeugt. Die Solarbestrahlungsstärkeparameter können Globalbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (GH), Diffusbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (DH) und senkrechte Direktbestrahlungsstärke (DN) von den meteorologischen Parametern umfassen.
3. Setze die regionalen meteorologischen Vorhersagedaten 320 in das ausgewählte Bestrahlungsstärkemodell 322 ein, um Bestrahlungsstärkeniveaus, ausgedrückt in Form von GH, DH und DN, für die fraglichen Stunden und das fragliche Gebiet zu veranschlagen. Erzeuge eine kombinierte Ort X-Datenbank 324 für jede Stunde der Vorhersagewoche von Bestrahlungsstärkeparametern und meteorologischen Daten. Die kombinierte Ort X-Datenbank 324 wird in einem Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 330, wie z. B. PV Design Pro^TM, verwendet.
4. Füge die physischen Parameter 326 hinzu, die für den Ort X eindeutig sind. Die Parameter 326 können umfassen: Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Kennmerkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge, Höhe über einer Bezugsebene und andere Merkmale. Die physischen Parameter 326 werden zur kombinierten Ort X-Datenbank 324 hinzugefügt, um eine kombinierte meteorologische Bestrahlungsstärke- und Solargenerator-Datenbank 328 zu erzeugen, die benötigt wird, um das Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 330 laufen zu lassen.
5. Lass das Simulationsprogramm 300 laufen, und gibt die elektrische Systemproduktion für das System X aus. Füge dies zum Gesamtbetrag für Solarenergieerzeugungssysteme 1 bis X-1 hinzu und gibt es zur Datenbank 332 ein. Die Datenbank 332 umfasst die elektrische Abgabe für jede Stunde der Vorhersageperiode für die Systeme 1 bis X-1. Als Nächstes, inkrementiere X.
6. Prüfe 334, ob X größer als N ist. Wenn X kleiner oder gleich N ist, kehre zu Schritt 1 zurück und wiederhole die Bewertung des nächsten Orts X. Wenn X größer als N ist, dann beende den Prozess. Die Datenbank 332 wird die endgültige Abgabedatenbank 336, die auf einer Stundenbasis eine Einwochenvorhersage der gesamten elektrischen Energieproduktion von N Solarerzeugungsorten, die über das interessierende Gebiet verteilt sind, umfasst.

4A ist eine andere Ausführungsform der Erfindung, die ein System 400 zur Voraussage der zum elektrischen Netz des Gebiets exportierten oder von ihm importierten Netto-Energie für Einrichtungen in einem Gebiet, das ausgewertet wird, bereitstellt. Das System 400 umfasst die Komponenten des Systems 300 von 3A und ein Lastvorhersagemodul 410. Das Vorhersagemodul 410 fügt die Last für jede Einrichtung, die ein Solarenergieerzeugungssystem beherbergt, zum iterativen Prozess hinzu, der die stündliche elektrische Energieproduktion für einen Satz von Solarenergieerzeugungssystemen veranschlagt, die über das Gebiet verteilt sind. Mit jeder Iteration des Prozesses wird die elektrische Netto-Energieproduktion oder -verbrauch mit derjenigen von denjenigen summiert, die bereits ausgewertet worden sind. Das Ergebnis dieses Prozesses ist eine Einwochenvoraussage der Netto-Energie auf einer Stundenbasis, die durch Einrichtungen erzeugt oder verbraucht wird, die Solarstromerzeugungssysteme beherbergen, die über das Gebiet verteilt sind, das ausgewertet wird.
4B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 4A zur Voraussage der elektrischen Netto-Energie auf einer Stundenbasis eine Woche im voraus dar, die durch einen Satz von N Einrichtungen von einem elektrischen Netz importiert oder exportiert wird, die mit dem elektrischen Netz verbunden sind und die Solarerzeugungssysteme auf der Einrichtungsseite des Punkts gemeinsamer Verbindung mit dem Netz aufweisen. Der Prozess kann durch die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Für einen Satz von N Einrichtungen, die mit einem elektrischen Netz verbunden sind und die Solarenergieerzeugungssysteme auf ihrer Seite des Punkts gemeinsamer Verbindung aufweisen und über ein Gebiet verteilt sind, setze eine Variable X = 1.
2. Sammle Einwochen-Wettervorhersagedaten 320 für ein interessierendes geographisches Gebiet von einem Wetterdienstanbieter, wie z. B. dem National Weather Service oder einer kommerziellen Alternative, für das Subgebiet oder die Netzzelle, das/die dem Solarerzeugungssystem entsprechend der Stelle von Ort X am nächsten ist. Wandle die Wettervorhersagedaten in ein Format um, das zur Verwendung als Eingänge in ein Bestrahlungsstärkemodell 322 benötigt wird. Das Bestrahlungsstärkemodell 322 kann MRM^TM (Meteorological Radiation Model) oder ein beliebiges anderes geeignetes Bestrahlungsstärkemodell sein, das Veranschlagungen von Solarbestrahlungsstärkeparametern erzeugt. Die Solarbestrahlungsstärkeparameter können Globalbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (GH), Diffusbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (DH) und senkrechte Direktbestrahlungsstärke (DN) von den meteorologischen Parametern umfassen.
3. Setze die regionalen meteorologischen Vorhersagedaten 320 in das ausgewählte Bestrahlungsstärkemodell 322 ein, um Bestrahlungsstärkeniveaus, ausgedrückt in Form von GH, DH und DN, für die fraglichen Stunden und das fragliche Gebiet zu veranschlagen. Erzeuge eine kombinierte Ort X-Datenbank 324 für jede Stunde der Vorhersagewoche von Bestrahlungsstärkeparametern und meteorologischen Daten. Die kombinierte Ort X-Datenbank 324 wird in einem Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 330, wie z. B. PV Design Pro^TM, verwendet.
4. Füge die physischen Parameter 326 hinzu, die für den Ort X eindeutig sind. Die Parameter 326 können umfassen: Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Kennmerkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge, Höhe über einer Bezugsebene und andere Merkmale. Die physischen Parameter 326 werden zur kombinierten Ort X-Datenbank 324 hinzugefügt, um eine kombinierte meteorologische Bestrahlungsstärke- und Solarenergiegenerator-Datenbank 328 zu erzeugen, die benötigt wird, um das Solargeneratorsimulationssoftwareprogramm 330 laufen zu lassen.
5. Lass das Solargeneratorsimulationsprogramm 330 unter Verwendung der kombinierten Ort X-Datenbank 324 laufen, und gibt die elektrische Systemenergieproduktion für das System X aus, um eine Kurzzeit-Energieproduktionsdatenbank 420 zu erzeugen. Die Kurzzeit-Energieproduktionsdatenbank 420 umfasst die elektrische Abgabe für jede Stunde der Vorhersageperiode für System X.
6. Lass ein Energiebedarfsvorhersagesimulationsprogramm 422, wie z. B. CEDMS (Commercial Energy Demand Model System) oder REDMS (Residential Energy Demand Model System) für die Einrichtung laufen, die das Solarenergieerzeugungssystem X umfasst. Diese Modelle liefern ein Bedarfsprofil für die Einrichtung, die in Betracht gezogen wird, das den Elektrizitätsbedarf darstellt, den diese Kunden in der Abwesenheit von jeglicher am Kundenort gelegener Erzeugung darstellen würden.
7. Subtrahiere die Abgabe der Lastvorhersagesimulation 422 von der Abgabe der Kurzzeit-Energieproduktionsdatenbank 420 für Ort X, um eine Einwochenvorhersage auf einer Stundenbasis der elektrischen Netto-Energie, die von dem Netz importiert oder exportiert wird, für Ort X zu erzeugen. Summiere diesen Wert mit den vorherigen Gesamtbeträgen, um eine Netto-Produktions-Datenbank 424 für X-Orte zu erzeugen. Als Nächstes, inkrementiere X.
8. Prüfe 334, ob X größer als N ist. Wenn X kleiner oder gleich N ist, kehre zu Schritt 1 oben zurück, und wiederhole die Bewertung des nächsten Orts X. Wenn X größer als N ist, dann beende den Prozess. Die Datenbank 424 wird die endgültige Abgabedatenbank 426, die auf einer Stundenbasis eine Einwochenvorhersage der vom Netz importierten oder exportierten elektrischen Netto-Energie von einem Satz von N Einrichtungen mit Solarenergieerzeugung, die über das interessierende Gebiet verteilt sind, umfasst.

5A ist eine andere Ausführungsform der Erfindung, die ein System 500 zur Voraussage der einfallenden Sonnenenergie auf eine beliebige Oberfläche auf einer Stundenbasis eine Woche im voraus liefert. Das System 500 umfasst die Komponenten des Systems 100 von 1A und ein Oberflächencharakterisierungsmodul 510. Das Oberflächencharakterisierungsmodul 510 umfasst eine Beschreibung der Größe, der Orientierung und des Umgebungsrahmens der Oberfläche, die bewertet wird. Die vervollständigte Datenbank wird dann als Eingang zu einem Modell in der Form eines Softwareprogramms verwendet, das Sonnenenergie simuliert, die auf Oberflächen auf der Erde auftrifft. Die Abgabe des Prozesses ist eine stündliche Veranschlagung der Sonnenenergie, die auf die Oberfläche auftrifft, die modelliert wird, für die Woche der ursprünglichen Wettervorhersage.
5B stellt ein Flussdiagramm des Prozesses von 5A zur Voraussage der auf eine Oberfläche auftreffenden Sonnenenergie auf einer Stundenbasis eine Woche im voraus dar. Der Prozess kann durch die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Sammle Einwochen-Wettervorhersagedaten 180 für ein interessierendes geographisches Gebiet von einem Wetterdienstanbieter, wie z. B. dem National Weather Service oder einer kommerziellen Alternative. Wandle die Wettervorhersagedaten in ein Format um, das zur Verwendung als Eingänge in ein Bestrahlungsstärkemodell 182 benötigt wird. Das Bestrahlungsstärkemodell 182 kann MRM^TM (Meteorological Radiation Model) oder ein beliebiges anderes geeignetes Bestrahlungsstärkemodell sein, das Veranschlagungen von Solarbestrahlungsstärkeparametern erzeugt. Die Solarbestrahlungsstärkeparameter können Globalbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (GH), Diffusbestrahlungsstärke auf einer horizontalen Fläche (DH) und senkrechte Direktbestrahlungsstärke (DN) von den meteorologischen Parametern umfassen.
2. Setze die regionalen meteorologischen Vorhersagedaten 180 in das ausgewählte Bestrahlungsstärkemodell 182 ein, um Bestrahlungsstärkeniveaus, ausgedrückt in Form von GH, DH und DN, für die fraglichen Stunden und das fragliche Gebiet zu veranschlagen. Erzeuge eine kombinierte Datenbank 184 für jede Stunde der Vorhersagewoche von Bestrahlungsstärkeparametern und meteorologischen Daten. Die kombinierte Datenbank 184 wird in einem Solarsimulationssoftwareprogramm 524, wie z. B. PV Design Pro^TM, verwendet.
3. Füge die physischen Parameter 520 für eine Zieloberfläche, die zu bewerten ist, hinzu. Die Oberflächenparameter können umfassen: Oberflächengröße, Orientierungswinkel, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge, Höhe über einer Bezugsebene und andere Merkmale. Die physischen Parameter 520 werden zur kombinierten Datenbank 184 hinzugefügt, um eine kombinierte meteorologische Bestrahlungsstärke- und Zieloberflächen-Datenbank 522 zu erzeugen, die benötigt wird, um das Solarenergiegeneratorsimulationssoftwareprogramm 524 laufen zu lassen.
4. Lass das Simulationsprogramm 524 laufen, und gibt die einfallende Sonnenenergie aus, die auf die Oberfläche, die modelliert wird, auftrifft. Dieses Ergebnis ist eine Datenbank 526, die die Sonnenenergie, die auf die Zieloberfläche auftrifft, für jede Stunde der Vorhersageperiode enthält.

6 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren zum Antipizieren des Kurzzeitbedarfs von Kunden eines Energiehändlers, von denen einige ein Solarerzeugungsvermögen in ihren Einrichtungen aufweisen, für Energiehändler liefert, die Langzeitenergiekontraktverpflichtungen zur Versorgung von Lasten haben. Das Verfahren passt die Kurzzeitenergiekäufe oder -verkäufe des Händlers an, sei es in einem Tagvoraus-Markt oder einem Spotmarkt. Der Energiehändler verwendet den Prozess, um die stündliche Netto-Energieproduktion oder -verbrauch von Kunden in dem Zeitintervall zu veranschlagen, das durch den Kurzzeitmarkt festgelegt ist. Diese Veranschlagung wird von den Langzeitenergiekontraktbeträgen subtrahiert, die der Händler gekauft hat, um Lastverpflichtungen während der fraglichen Stunden in der Periode zu erfüllen, die durch die Kurzzeitmärkte festgelegt ist. Die Differenz zwischen dem vorhergesagten stündlich veranschlagten Bedarf (Netto-Produktion oder -Verbrauch) und dem Energiebetrag, der unter Langzeitvereinbarungen gekauft worden ist, kann entweder als Überschuss verkauft werden oder gekauft werden, um einen antipizierten Mangel aufzufüllen. Der Prozess kann durch die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. Die Netto-Energie 602 wird durch einen Energiehändler unter Verwendung der Prinzipien, wie in den 4A und 4B beschrieben, berechnet. Die Netto-Energie, die von einem Satz von Einrichtungen importiert oder exportiert wird, mit denen der Händler eine Kontraktverpflichtung zur Versorgung einer Last hat, von denen einige Solarenergieerzeugungssysteme auf der Einrichtungsseite des Punkts gemeinsamer Verbindung mit dem elektrischen Netz aufweisen, wird auf einer Stundenbasis eine Woche im voraus berechnet.
2. Eine resultierende Energie 602 wird durch den Händler berechnet. Der Händler subtrahiert die veranschlagte Kurzzeit-Netto-Energie 602 von der elektrischen Energiemenge, die in Langzeitkontrakten für die Versorgungseinrichtungen 604 gekauft ist. Die Berechnung wird auf einer Stundenbasis eine Woche im voraus in einem geographischen Gebiet ausgeführt.
3. Eine resultierende Differenz 606 ist ein Energiebetrag, den der Händler in einem Kurzzeitmarkt kaufen muss oder zum Verkauf anbieten kann. Der Netto-Kauf oder -Verkäufe 608 im Kurzzeitmarkt ist die Differenz zwischen den Langzeitkontraktenergiekäufen und den Kurzzeitenergiekäufen oder -verkäufen des Händlers, die benötigt werden, um seinen antipizierten Bedarf zu decken oder Lastverpflichtung zu erfüllen.

7 stellt ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren liefert, um Energieverkäufe oder -käufe in einem Eintagvoraus-Kurzzeitmarkt gegen Mangel in einem Spotmarkt zu sichern oder abzusichern. Ein stündlicher Kurzzeitenergieterminmarkt ist festgelegt, der aus Optionen besteht, um Blöcke von Energie bei vereinbarten Preisen in dem Spotmarkt zu kaufen oder zu verkaufen. Käufer und Verkäufer von Optionen in diesem Markt nutzen die Performancevergangenheit der Kurzzeit-Netto-Energievoraussagen für Gebiete mit Einrichtungen, von denen einige ein Solarenergieerzeugungsvermögen in ihren Einrichtungen aufweisen, um das Risiko zu bewerten, das mit Käufen oder Verkäufen von Energie verbunden ist, die auf diesen Vorhersagen beruhen. Energiehändler im Kurzzeitmarkt kaufen Energie wegen eines antipizierten Mangels oder verkaufen Energie wegen eines antipizierten Überschusses in ihren Langzeitkontrakten. Energiehändler kaufen auch Optionen, um ihr Verlustrisiko hinsichtlich Mangel in den Spotmärkten zu verringern. Energiehändler kaufen Optionen auf Grundlage ihrer Bewertung der Genauigkeit der Vorhersagetechnologie in Kombination mit ihrer Risikotoleranz. Eine größere Liquidität wird im Markt erzeugt und ermöglicht einen weiteren Bereich von Marktteilnehmern. Der Prozess kann durch die folgenden Schritte ausgeführt werden:

1. In einem deregulierten elektrischen Energiemarkt, der Einrichtungen aufweist, von denen einige Solarerzeugungssysteme auf der Einrichtungsseite des Punkts gemeinsamer Verbindung mit dem elektrischen Netz aufweisen, wird ein Antrag bei dem Aufsichtsgremium eingereicht, das den Markt überwacht, wobei um die Erzeugung einer Produktkategorie für einen Einstundenelektroenergieterminkontrakt oder -option nachgesucht wird (wenn dieses Produkt nicht schon vorhanden ist).
2. Qualifikationen für Händler in Einstundenenergieterminkontrakten werden dem Aufsichtsgremium vorschlagen, das den Markt überwacht (wenn diese Qualifikationen nicht schon vorhanden sind).
3. Ein Ort und ein Zeitplan zum Handeln mit Einstundenenergieterminkontrakten werden dem Aufsichtsgremium vorschlagen, das den Markt überwacht (wenn ein Ort und ein Zeitplan nicht schon vorhanden sind).
4. Sobald das Aufsichtsgremium, das den Markt überwacht, ein Einstundenelektroenergieterminkontrakt- oder -optionsprodukt, Referenzen für Händler mit Einstundenelektroenergieterminkontrakten oder -optionen sowie einen Ort und Zeitplan zum Handeln von Einstundenelektroenergieterminkontrakten oder -optionen genehmigt hat, bewerten Optionshändler und Energiehändler die historische Genauigkeit von durch Energiehändler vorgenommenen Veranschlagungen der Käufe und Verkäufe von Energie, die im Kurzzeitmarkt, wie z. B. einem Tagvoraus-Markt, benötigt wird, die den Mangel oder den Überschuss von ihren Langzeitkontrakten bildet.
5. Eine historische Performance oder Genauigkeit 702 von regionalen Netto-Energie-Vorhersagen wird unter Verwendung der Prinzipien bestimmt, wie mit Bezug auf die 4A und 4B beschrieben. Die Bestimmung ist für Märkte, die Einrichtungen aufweisen, von denen einige Solarenergieerzeugungssysteme auf der Einrichtungsseite des Punkts gemeinsamer Verbindung mit dem elektrischen Netz aufweisen.
6. Eine Veranschlagung 704 der Differenz zwischen den maximalen Kosten von Energie in einem Spotmarkt und einem Preis von Energie eines Energiehändlers für jede Stunde während eines Vorwärtsspotmarkts wird berechnet.
7. Eine Risikobestimmung 706 wird durch den Energiehändler vorgenommen. Der Energiehändler berechnet eine Risikotoleranz und den Wert, das Risiko zu verringern.
8. Der Wert von Optionen 708 wird von Energiehändlern und Optionshändlern bestimmt. Energiehändler und Optionshändler kaufen und verkaufen Optionen, um Energie zu einem vorher vereinbarten Preis während eines Handelns in dem Vor-Tagvoraus-Markt in einem Spotmarkt zu kaufen.

Während diese Erfindung insbesondere mit Bezügen auf bevorzugte Ausführungsformen derselben dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich für Fachleute, dass verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten hierin vorgenommen werden können, ohne dass man vom durch die angefügten Ansprüche umfassten Bereich der Erfindung abweicht.

Claims

Verfahren zur Vorhersage einer Solarenergieproduktion in einem Gebiet, umfassend: Sammeln von meteorologischen Daten von einer Kurzzeitwettervorhersage für einen gegebenen Bereich des Gebiets; Veranschlagen von Bestrahlungsstärkeniveaus unter Verwendung von Parametern, die von den meteorologischen Daten gesammelt sind; und Simulieren einer Solarenergieproduktion unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, der veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und von physikalischen Merkmalen jedes Solarenergieerzeugungssystems in dem gegebenen Bereich des Gebiets.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Vorhersagen eines Energiebedarfs für einen Solarenergiegenerator.
Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend: Bestimmen einer elektrischen Netto-Energie aus der simulierten Solarenergieproduktion und dem vorhergesagten Energiebedarf.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Bestimmen einer elektrischen Netto-Energie aus der summierten Solarenergieproduktion und einem vorhergesagten Energiebedarf für Einrichtungen in dem Gebiet.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: Bestimmen einer einfallenden Sonnenenergie einer Zielfläche unter Verwendung der gesammelten metereologischen Daten, veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und äußeren Merkmale der Zielfläche.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die physikalischen Merkmale der Zielfläche umfassen: Flächengröße, Orientierungswinkel, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge und Höhe über einer Bezugsebene.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Parameter umfassen: Globalbestrahlungsstärke einer Horizontalfläche, Diffusbestrahlungsstärke einer Horizontalfläche und senkrechte Direktbestrahlungsstärke.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die metereologischen Daten auf einer Wochevoraus-Stundenbasis gesammelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die physikalischen Merkmale des Solarenergieerzeugungssystem umfassen: Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Merkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge und Höhe über einer Bezugsebene.
System zur Vorhersage einer Energieproduktion für Solarenergieerzeugungssysteme in einem Gebiet, die bekannte äußere Merkmale aufweisen, umfassend: eine Einrichtung zum Sammeln von meteorologischen Daten von einer Kurzzeitwettervorhersage für einen gegebenen Bereich des Gebiets; eine Einrichtung zum Veranschlagen von Bestrahlungsstärkeniveaus unter Verwendung von Parametern, die von einem Wettermodul gesammelt sind; eine Einrichtung zum Simulieren einer Solarenergieproduktion unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, der veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und von physikalischen Merkmalen der Solarenergieerzeugungssysteme.
System zur Vorhersage einer Solarenergieproduktion in einem Gebiet nach Anspruch 10, bei dem: die Einrichtung zum Sammeln von meteorologischen Daten für einen gegebenen Bereich des Gebiets ein Wettermodul ist; die Einrichtung zum Veranschlagen von Bestrahlungsstärkeniveaus unter Verwendung von Parametern, die von dem Wettermodul gesammelt sind, ein Solarbestrahlungsstärkemodul ist; die Einrichtung zum Simulieren einer Solarenergieproduktion unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, der veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und von physikalischen Merkmalen eines Solarenergieerzeugungssystems ein Simulationsmodul ist; und wobei das System weiter umfasst: ein Modul äußerer Merkmale eines Solarenergieerzeugungssystem in einem gegebenen Bereich des Gebiets.
System nach Anspruch 11, weiter umfassend ein Energiebedarfsmodul zur Vorhersage eines Energiebedarfs für eine Einrichtung.
System nach Anspruch 12, weiter umfassend ein Bestimmungsmodul zum Bestimmen einer elektrischen Netto-Energie aus der simulierten Solarenergieproduktion und dem vorhergesagten Energiebedarf.
System nach Anspruch 11, weiter umfassend ein Summierungsmodul zum Summieren der Simulations-Solarenergieproduktion für jedes über das Gebiet verteilte Solarenergieerzeugungssystem, um eine gesamte Solarenergieproduktion für das Gebiet zu erzeugen.
System nach Anspruch 14, weiter umfassend ein Netto-Bestimmungsmodul zum Bestimmen einer elektrischen Netto-Energie aus der summierten Solarenergieproduktion und einem vorhergesagten Energiebedarf für Versorgungseinrichtungen für das Gebiet.
System nach Anspruch 11, weiter umfassend ein Einfallssonnenenergiemodul zur Bestimmung einer einfallenden Sonnenenergie einer Zielfläche unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, der veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und von physikalischen Merkmalen der Zielfläche.
System nach Anspruch 16, bei dem die physikalischen Merkmale der Zielfläche umfassen: Flächengröße, Orientierungswinkel, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge und Höhe über einer Bezugsebene.
System nach Anspruch 11, bei dem die Parameter umfassen: Globalbestrahlungsstärke einer Horizontalfläche, Diffusbestrahlungsstärke einer Horizontalfläche und senkrechte Direktbestrahlungsstärke.
System nach Anspruch 11, bei dem die meteorologischen Daten auf einer Wochevoraus-Stundenbasis gesammelt sind.
System nach Anspruch 11, bei dem die äußeren Merkmale des Solarenergieerzeugungssystems umfassen: Systemgröße, Orientierungswinkel, Ausrüstungstypen, elektrische Merkmale, Abschattungshindernisse, geographische Breite, geographische Länge und Höhe über einer Bezugsebene.
Computerprogrammprodukt zum Simulieren einer Solarenergieproduktion, wobei das Computerprogrammprodukt umfasst: ein Computer-verwendbares Medium mit maschinenlesbarem Code darin, umfassend einen Programmcode, der: meteorologische Daten von einer Kurzzeitwettervorhersage für einen gegebenen Bereich des Gebiets sammelt; Bestrahlungsstärkeniveaus unter Verwendung von Parametern, die von den meteorologischen Daten gesammelt sind, veranschlagt; und eine Solarenergieproduktion unter Verwendung der gesammelten meteorologischen Daten, der veranschlagten Bestrahlungsstärkeniveaus und von physikalischen Merkmalen jedes Solarerzeugungssystems in dem gegebenen Bereich des Gebiets simuliert.