Wetterdaten
Weil meteorologische Daten bei der Simulation von Energiesystemen oftmals wichtige Eingabeparameter sind, können in TOP-Energy Wetterdaten verarbeitet werden. Wetterdaten beeinflussen die Berechnung von Wärme- und Kältebedarfen und der durch Sonne und Wind erzeugten Energie. Beispielsweise wird ein Wärmebedarf in Abhängigkeit von der Außentemperatur bestimmt, und die Leistung einer Windkraftanlage wird auf der Basis der Windgeschwindigkeit berechnet.
Wetterdaten werden in einem eigenen Formular in den Projektstammdaten hinterlegt und standardmäßig in das eSim-Formular Referenzzustand und die Formulare der wetterabhängigen Komponenten, wie Solarstrahlung und Wind, übernommen. Bei Bedarf kann diese Stammdatenverknüpfung auch aufgehoben werden.
Datensatz hinzufügen und entfernen
In den Projetstammdaten können Sie mehrere Wetterdatensätze hinzufügen. Verwenden Sie dazu das Symbol 
Wetterdatensatz hinzufügen (siehe folgende Abbildung). Auf diese Weise können Sie zum Beispiel für Deutschland nicht nur ein DWD-Testreferenzjahr für ein mittleres Jahr, sondern auch die Testreferenzjahre mit einem extremen Winter und einem extremen Sommer berücksichtigen.
Benennen Sie den hinzugefügten Bestandteil in dem folgenden Dialog.
Über das Pop-up-Menü, das über den 
Button aufgerufen wird, können Sie jeden zusätzlich eingefügten Datensatz wieder entfernen (siehe folgende Abbildung).
Ein Wetterdatensatz muss mindestens erhalten bleiben. Beim Versuch, den letzten Datensatz zu löschen, erscheint eine Meldung mit der Option, den Datensatz mit den Standarddaten zu überschreiben.
Einfacher Import in TOP-Energy
Über eine integrierte Schnittstelle im Formular Wetterdaten des Projektknotens können Sie Wetterdaten einfach in TOP-Energy importieren: für Deutschland vom DWD und für andere Länder vom PVGIS. Wählen Sie dazu aus der Drop-down-Liste die gewünschte Quelle und anschließend Ausführen (siehe folgende Abbildung).
Vorher bestimmen Sie den Standort, für den die Wetterdaten geladen werden, ebenfalls in den Projektstammdaten (siehe folgende Abbildung).
Beim Import wird das Referenzjahr auf das im Projekt-Ribbon vorgegebene Startjahr und die dort ebenfalls vorgegebene Zeitzone (siehe folgende Abbildung) verschoben.
Beim Ausführen des Imports der Wetterdaten werden die vorhandenen Daten des Datensatzes überschrieben. Bestehende Stammdatenverknüpfungen bleiben erhalten, das heißt, dass auch in den verknüpften Komponenten die jeweiligen Daten überschrieben werden.
Deutsche Wetterdaten vom DWD
Voraussetzung für den Import der Wetterdaten vom DWD ist Ihre Registrierung beim DWD und die Eingabe Ihrer persönlichen Login-Daten. Diese hinterlegen Sie im Extras-Ribbon in der Gruppe Einstellungen mit dem Button 
DWD Einstellungen.
Um sich erstmals beim DWD zu registrieren, können Sie dem Link aus dem Eingabefenster folgen.
Der Deutsche Wetterdienst (DWD) stellt für jeden Quadratkilometer in Deutschland einen eigenen Testreferenzjahresdatensatz zur Verfügung. Ein Testreferenzjahr (TRY – Test Reference Year) repräsentiert einen mittleren, aber für das Jahr charakteristischen Witterungsverlauf. Die ortsgenauen Testreferenzjahre von Deutschland gibt es für mittlere, extreme und zukünftige Witterungsverhältnisse. Testreferenzjahre stehen mit den Bezugszeiträumen 1995-2012 und 2031-2060 zur Verfügung. Detaillierte Informationen zu den TRY-Datensätzen erhalten Sie beim DWD.
Zum Laden der Daten wählen Sie zuerst, ob ein mittleres Jahr, ein Jahr mit einem extremen Sommer oder ein Jahr mit einem extremen Winter importiert werden soll (siehe folgende Abbildung).
Die Datensätze für ein durchschnittliches Jahr beinhalten gemittelte, für ein Jahr typische Witterungsverhältnisse.
Die Datensätze für Jahre mit extremem Sommer/Winter umfassen einen realen Jahreszeitraum aus dem Betrachtungszeitraum mit einem sehr warmen Sommerhalbjahr bzw. mit einem sehr kalten Winterhalbjahr.
Im nächsten Schritt wählen Sie den Bezugszeitraum (siehe folgende Abbildung).
Die Basis der Datensätze für den Bezugszeitraum 1995-2012 sind Mess- und Beobachtungszeitreihen der Periode 1995 bis 2012.
Die Basis für die Datensätze des Bezugszeitraums 2031-2060 bilden Klimamodelle mit Relevanz für einen Zeithorizont von 2031 bis 2060. Anhand dieser Daten können die zukünftig zu erwartenden Klimaverhältnisse in der Simulation berücksichtigt werden.
Klicken Sie den Button Ausführen, um die Datensätze vom DWD zu importieren (siehe folgende Abbildung).
Sollten Sie noch keine Login-Daten für den DWD hinterlegt haben, öffnet sich das folgende Fenster und bietet dazu Gelegenheit.
Ansonsten wird sofort der Wetterdatenimport gestartet (siehe folgende Abbildung).
Nach erfolgreichem Import können Sie das Fenster schließen (siehe folgende Abbildung).
Die importierten Wetterdaten sind nun in den Stammdaten des Projektes hinterlegt (siehe folgende Abbildung) und können im gesamten Projekt verwendet werden.
Sollten die Wetterdaten nicht geladen werden, überprüfen Sie bitte die Internetverbindung und stellen Sie diese her, verwenden Sie Ihren richtigen Benutzernamen und beachten Sie die Hinweise zu der Fehlermeldung.
Internationale Wetterdaten vom PVGIS
Hat Ihr Projekt einen Standort außerhalb Deutschlands, können Sie dafür die Wetterdaten des PVGIS importieren (siehe folgende Abbildung).
Das Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) stellt für Standorte weltweit ein typisches meteorologisches Jahr für den Zeitraum 2005 bis 2020 (PVGIS 5.2) zur Verfügung. Ein typisches meteorologisches Jahr (TMY) ist ein Satz von meteorologischen Daten mit Datenwerten für jede Stunde eines Jahres für einen bestimmten geografischen Ort. Die Daten werden aus stündlichen Daten für den gesamten verfügbaren Zeitraum ausgewählt. PVGIS generiert ein TMY gemäß dem Verfahren nach ISO 15927-4. Die Methodik ist in der folgenden frei zugänglichen Publikation beschrieben:
Huld, Thomas; Paietta, Elena; Zangheri, Paolo; Pinedo Pascua, Irene: Assembling Typical Meteorological Year Data Sets for Building Energy Performance Using Reanalysis and Satellite-Based Data, Atmosphere 2018, 9, 53; doi:10.3390/atmos9020053.
Als Solarstrahlungsdatenbank wird die Standarddatenbank für den jeweiligen Standort – PVGIS-SARAH, PVGIS-NSRDB oder PVGIS-ERA5 genutzt. Die anderen meteorologischen Variablen werden für PVGIS 5.2 aus ERA-Land-Reanalysedaten gewonnen.
Einige Parameter, die vom DWD für Deutschland zur Verfügung gestellt werden, sind vom PVGIS nicht erhältlich: die Bestrahlungsstärke der atmoshärischen Wärmestrahlung, der Bedeckungsgrad und der Wasserdampfgehalt. Bei diesen Parametern wird „Not available in PVGIS“ null … angezeigt (siehe folgende Abbildung).
Die Direkte Sonnenbestrahlungsstärke (auf die horizontale Fläche) ist ebenfalls nicht in den Rohdaten des PVGIS enthalten, wird aber durch TOP-Energy automatisch als Differenz aus Globalstrahlung und Diffuser Sonnenbestrahlungsstärke berechnet.
Beim Verschieben der vom PVGIS importierten Zeitreihen auf das im Projekt-Ribbon gewählte Startjahr kann ein Umrechnen zwischen den Zeitzonen erforderlich sein. Um die Umrechnung zu erleichtern, wird die Zeitreihe automatisch vorn und hinten jeweils um einen Tag (24 h) ergänzt. Die dadurch enstehenden überschüssigen Datenpunkte werden in einer anschließenden Simulation ignoriert. Darauf weist die eSim Solver-Meldung 8277 hin (siehe folgende Abbildung):
Die Zeitpunkte der Eingabezeitreihen stimmen nicht genau überein. Insgesamt wurden … Datenpunkte ignoriert. Folgende Zeitreihen liegen teilweise außerhalb des Simulationszeitraums: …
Alternativ zum automatischen Import können Sie die PVGIS-Daten auch einzeln von der Website des PVGIS herunterladen: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html und anschließend in den ETA importieren.
Wetterdaten im ETA
Mit dem mitgelieferten Softwaretool für Zeitreihen ETA können Sie Wetterdaten verarbeiten und mitgelieferte Standardwetterdaten verwenden.
Deutschlandwetter-Standardzeitreihen
Der ETA verfügt über Standardzeitreihen mit Wetterdaten von Deutschland. Diese beinhalten Testreferenzjahre auf der Basis von Beobachtungsdaten 2010 (Messungen 1988-2007) und einer Klimasimulation 2035 (2021-2050) für 15 Klimaregionen.
Wetterdaten in den ETA importieren
Wetterdaten können Sie wie andere Zeitreihen in den ETA importieren.
Der DWD bietet zum Beispiel (zusätzlich zu den oben beschriebenen automatisch in TOP-Energy zu importierenden Daten) für die Jahre ab 1951 Wetterdaten, die nach Städten und den Elementen Erdboden, Wind, Niederschlag, Sonnenscheindauer, Temperatur und Feuchte aufgeteilt sind, an. Diese Daten können Sie von der DWD-Website herunterladen und in den ETA mit den folgenden Importeinstellungen importieren.
Beim Import von Daten aus Quellen mit anderen Datenformaten hilft Ihnen ein Klick auf das blau hinterlegte Fragezeichen hinter dem Eingabefeld (siehe Abbildung oben), der die Hilfe öffnet.
