MeteonormFeatures

Unsere Datenquellen

Wetterstationen

Die Meteonorm bietet einzigartigen Zugang zum Global Energy Balance Archive Data (GEBA). Die GEBA-Daten stammen von nationalen Wetterdiensten und erfüllen die Qualitätsanforderungen der World Meteorological Organisation WMO. Die Datendank enthält auch hochwertige Messnetze wie das Baseline Surface Radiation Network BSRN oder die Stationsnetze der Meteoschweiz und des Deutschen Wetterdiensts DWD.

Aerosole

Die Aerosol-Klimatologie stammt von Solar Consulting Services / Chris Gueymard. Es handelt sich um den genausten heute verfügbaren Datensatz.

Kalibrierter globaler Rasterdatensatz, Zeitperiode 2000-2015, die räumliche Auflösung berträgt 0.5°.

Data periods

Die Referenzperioden 1981-1990 und 1991-2010 sind für die Globalstrahlung auf globaler Skala verfügbar (1996-2015 für CH, D und UK), die Perioden 1961-1990 und 2000-2009 für die übrigen meteorologischen Parameter.

Meteonorm bietet die Möglichkeit, aktuelle Monatswerte herunterzuladen.

Satelliten

Die Datenbank der Bodenstationen wird durch Daten von fünf geostationären Wettersatelliten ergänzt. Dies ermöglicht eine gleichmässige globale Abdeckung. Die Daten sind auf einem globalen Gitter verfügbar.

Sie werden mit langjährigen Bodenmessungen korreliert um homogene Langzeit-Mittelwerte zu erhalten.

Validierung

Alle Daten werden von Meteotest auf ihre Qualität geprüft. Die Unsicherheit der Datengrundlagen und des generierten typischen Jahres werden transparent in der Software und der Dokumentation aufgezeig

Historische Zeitreihen

Die Meteonorm 7.3 bietet neu weltweiten Zugang zu historischen Zeitreihen von Einstrahlung und Temperatur. Das neu aufgebaute Archiv enthält Stundenwerte von 2010 bis heute und wird regelmässig aktualisiert. Diese Zeitreihen können direkt aus der Meteonorm Software heruntergeladen werden.

Die Einstrahlungsdaten für Europa, den Mittleren Osten und für Afrika werden aus Satellitenbildern vom Meteosat Second Generation (MSG) berechnet. Die Einstrahlungsdaten asserhalb dieser Bereichs stammen von ERA5 Reanalysedaten. Die Lufttemperaturen wurden basierend auf gemessenen Tmin und Tmax-Messwerten modelliert. Mit diesem Ansatz konnten die Tagesgänge der Temperature besser reproduziert werden als mit den ERA5-Daten.

Die Einstrahlungsdaten wurden mit einer Kombination aus Heliosat-Ansatz mit den sichtbaren Kanälen 1 und 12 (High Resolution Visible) und Multikanal-Ansatz für die Schneeerkennung mit den Nahinfrarot und Infrarot-Kanälen berechnet. Eine statistische Regression basierend auf Bodendaten wurde für BIAS-Korrektur und Reduktion der Unsicherheit verwendet.

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Wetterstationen oder Satelliten?

Wetterstationen mit gut gewarteten, qualitativ hochwertigen Sensorn liefern nach wie vor die präzisesten Daten der solaren Einstrahlung. Sie entsprechen dem "ground truth", welcher der relevante Parameter für solare Anwendungen ist. Aber Wetterstationen sind nicht immer in der Nähe des Projektstandorts verfügbar und Messreihen können unvollständig sein.

In diesem Kontext sind Satellitendaten eine wichtige neue Datenquelle geworden, insbesondere in Regionen mit eine geringen Stationsdichte. Jedoch weist auch dieser Ansatz Schwächen auf wie das Fehlen zusätzlicher meteorologischer Parameter, Unsicherheiten in den Aerosoldaten, die Erkennung übereinander liegender Wolkenschichten, Ungenauigkeiten in schneebedeckten Gebieten oder die fehlende Abdeckung von Gebieten nördlich von 60°N.

Es gibt keinen Standard welche Option die Beste ist. Wir empfehlen immer die Kombination mehrerer Datenquellen für eine zuverlässige Berechnung der solaren Ressourcen.

Die Berechnung von Stundenwerten

Aus den Monatswerten (Stationsdaten, interpolierte Daten oder importierte Daten) kalkuliert die Meteonorm mit einem stochastischen Modell Stundendaten eines "typischen Jahres", die für das Design von Energiesystemen verwendet werden können.

Zudem werden die folgenden Paramter berechnet:

  • Sonnen-Azimut und -Höhe
  • Global-, Diffus- und Direktnormalstrahlung sowie Strahlung auf die geneigte Fläche
  • langwellige Strahlung
  • Helligkeit
  • UVA/UVB, erythemwirksame Strahlung
  • Niederschlag, Schlagregen
  • Feuchtigkeitsparameter (Taupunkt, relative Luftfeuchtigkeit, Wassergehalt, psychometrische Temperatur)

Die Berechnung der Feuchtigkeitsparameter wird für die Anwendung Gebäude- und Klimasystemmodellierungen optimiert (inklusive stündlichen Extremwerten).

Berechung von Minutenwerten

Um grosse PV-Anlagen oder Energiemanagement- und Batteriesysteme zuverlässig zu simulieren, sind Zeitreihen der Einstrahlung in Minutenauflösung ein zentrales Element. Der Unterschied zwischen Stundenwerten und Minutenwerten ist sehr gross: Bei Minutendaten ist die Variabilität viel höher, die Rampen sind steiler und ein "Überschiessen" der Strahlungswerte tritt viel häufiger auf.

Leider ist die Messung von Minutenwerten mit Wetterstationen aufwändig, selten erhältlich und mit Satelliten gar unmöglich. Um hier die Bedürfnisse der Industrie zu erfüllen, haben wir uns entschieden, zwei neue Minutenmodelle in der Meteonorm zu integrieren.

Das erste Modell ist das "Hofmann"-Modell, wie es bereits in der Simulationssoftware PVSol integriert ist. Dank einer Vereinbarung mit dem Entwickler des Modells sind wir in der Lage, den Algorithmus in der Meteonorm zu integrieren und können das Modell so allen Benutzern der Meteonorm zu Verfügung stellen.

Das zweite Minutenmodell ist eine Eigenentwicklung von Meteotest: es basiert auf real gemessenen Minutenwerten aus der ganzen Welt. Zeitreihen von 15 Stationen des Baseline Surface Radiation Network (BSRN) wurden für Clear Sky Strahlung korrigiert und entsprechend des Bewölkungsgrads, der Windgeschwindigkeit und der Sonnenhöhe klassiert. Basierend auf diesem Datensatz haben wir einen stochastischen Generator entwickelt, der in der Lage ist, robuste Zeitreihen in Minutenauflösung zu generieren.

Unsere Tests haben gezeigt, dass die beiden Minutenmodelle deutlich besser abschneiden als die bisher verfügbaren Modelle in der Meteonorm. Diese Resultate sind öffentlich verfügbar (Paper, Präsentation).

Falls Sie es bevorzugen, mit Ihren eigenen standortspezifischen Daten zu arbeiten (Satellitendaten eines Drittanbieters oder lokale Messungen), dann können Sie diese in die Meteonorm importieren und ebenfalls von den neuen Minutenmodellen profitieren.

API und DLL für digitale Anwendungen

Für digitale Anwendungen bieten wir die Möglichkeit, Meteonorm Datensätze in Form eines Web Services (API) oder einer Dynamic Link Library (DLL) abzurufen. Damit können die Meteonorm-Daten online in Webapplikationen, Simulationssoftware, Building Design Software oder Building Information Modelling Applikationen eingebunden werden.

Der Meteonorm Web Service basiert auf dem gleichen Rechenkern und den gleichen Wetterdaten wie die Meteonorm Software Version 7.3. Der Aufruf eines typischen Jahres erfolgt via Eingabe der Länge und Breite. Alle Meteonorm-Parameter können in Monats- und Stundenauflösung zurückgegeben werden. Die Rückgabe erfolgt in verschiedenen Formaten wie JSON, XML oder CSV.

Mit einem Meteonorm Plug-In (DLL) ist es möglich, die Meteonorm mit allen Datensätzen direkt in Ihre Software zu integrieren. Mit dem Meteonorm Plug-In stehen in Ihrer Simulations-Software für PV-Anlagen oder für Gebäude hochpräzise meteorologische Daten direkt zu Verfügung.

Mehr als 30 Ausgabeparameter

  • Global-, Direkt- und Diffus-Strahlung auf horizontale und geneigte Fläche
  • Temperatur
  • relative Feuchte
  • Windgeschwindigkeit
  • Bewölkungsgrad
  • Helligkeit

und noch viele mehr.


  • UVA/UVB-Strahlung
  • Mischungsverhältnis
  • Schneehöhe
  • Luftdruck
  • Niederschlagsmenge
  • Regentage


  • Schlagregen
  • Sonnenscheindauer
  • Taupunkttemperatur
  • Psychrometer-Temperatur
  • Oberflächen-Temperatur
  • Linke Trübungsfaktor


Weitere Features

36 Exportformate

36 verschiedene vordefinierte Ausgabeformate sind verfügbar. Diese decken die meisten bekannten Simulations-Software für Sonnenenergie und Gebäudesimulation ab. Verfügbar sind TMY2 und TMY3, EPW, TRNSYS, TRY, POLYSUN, TSOL/PVSOL, PVSyst und PHPP. Für alle Exportformate sind sowohl Stunden- als auch Monatswerte verfügbar.

Alternativ können Sie beiliebige eigene Exportformate definieren.

Interpolation

Normalerweise sind Messdaten nur in der Nähe der entsprechenden Station aussagekräftig. Für weiter entfernte Standorte interpoliert Meteonorm die Daten verschiedener Stationen. Die hochentwickelten Interpolationsmodelle in der Meteonorm ermöglichen eine zuverlässige Berechnung der Solarstrahlung, Temperatur und weiterer Parameter für jeden Standort auf der Welt.

Die Software liefert Ihnen zu jedem berechneten Datensatz transparente Information über die verwendeten Datenquellen und zur Unsicherheit

Daten importieren

Meteonorm bietet den Download aktueller Monatswerte der Temperatur und Strahlung an (für Europa sind Daten ab 2007 verfügbar). Das erlaubt Sonnenenergie-Kalkulationen und Performance Checks von Energiesystemen. Sie können auch Ihre eigenen Monats- oder Stundendaten in die Meteonorm einlesen.

Anschliessend können Sie die Meteonorm-Modelle und Algorithmen auf diese Daten anwenden um zum Beispiel aus Monatswerten einen stündlichen Datensatz eines typischen Jahres zu generieren.

Horizontlinie

Die Meteonorm berücksichtigt die reduzierte Solarstrahlung aufgrund eines hohen Horizonts (Topografie, umliegende Hindernisse). Die Horizontlinie wird entweder grafisch mit einem Horizontfoto (Horicatcher) oder numerisch eingegeben. Für die meisten Regionen auf der Welt wird der topografische Horizont basierend auf einem digitalen Geländemodell automatisch berechnet.

Die Horizontfotos können auch zur einfachen Bestimmung von Gebieten mit Blendwirkung verwendet werden.

Horicatcher

Der Horicatcher ist ein Zusatz zur Meteonorm. Mit diesem Werkzeug können Sie für Ihren Standort den wahren Horizont schnell und präzise bestimmen.

Damit berücksichtigen Sie die reduzierte Einstrahlung und Sonnenscheindauer durch Hindernisse wie Bäume, Gebäude und Berge an Ihrem Standort.

Support

Die Meteonorm beinhaltet einen frei verfügbaren persönlichen Kundensupport per E-Mail oder Telefon.