Multi-Millionen-Euro Einsparungen bei Ungleichgewichtskosten durch genauere Wettervorhersagen

Genauere Windvorhersagen führen zu besseren Stromvorhersagen, doch die meisten Modelle verpassen schnelle Änderungen. Mit einer räumlichen Auflösung von 1 km² und einer zeitlichen Auflösung von 15 Minuten erfasst Meteomatics' EURO1k Feindynamiken (wie Windverschiebungen, Variabilität und Wake-Effekte), welche Vorhersagen auf Turbinen-Ebene ermöglicht, die wiederum das finanzielle Risiko reduzieren.

Die Genauigkeit der Wettervorhersage bestimmt die Rentabilität von Offshore-Windkraftanlagen

Diese Studie zeigt, dass EURO1k bei der Vorhersage von Offshore-Wind gegenüber ECMWF IFS und DWD ICON-D2 überlegen ist. Unter Verwendung von Daten auf Lidar- und Turbinen-Ebene aus einem Windpark in der Nordsee bewerten wir die Genauigkeit der Modelle bei der Vorhersage von Windgeschwindigkeit und Leistung, um dann Verbesserungen in reduzierten Ungleichgewichtskosten umzusetzen und den finanziellen Wert von verbesserten Vorhersagefähigkeiten zu demonstrieren.

EURO1k ist das zuverlässigste Modell über alle wichtigen Metriken hinweg

Um die Genauigkeit der Prognosen zu validieren, vergleichen wir die Windgeschwindigkeitsvorhersagen von EURO1k, ECMWF IFS und DWD ICON D2 mit Lidardaten, die an einem repräsentativen Offshore-Standort gesammelt wurden. Lidarsysteme messen hochauflösende vertikale Profile der Windgeschwindigkeiten und sind daher ideale Referenzen für den Modellvergleich.

Im Laufe eines ganzen Monats (30. April - 30. Mai 2025) lieferte EURO1k im Vergleich zu ECMWF IFS und DWD ICON-D2 durchgehend die genauesten Vorhersagen für die Windgeschwindigkeit auf See. Während die anderen Modelle die Windgeschwindigkeiten konsequent überschätzten, blieb EURO1k bemerkenswert nahe an der Realität, mit nahezu null Bias und den geringsten Vorhersagefehlern Tag für Tag. Selbst als das Wetter volatiler wurde, behielt es seine Stabilität bei und lieferte stabile, genaue Vorhersagen. Mit der stärksten Korrelation zu tatsächlichen Beobachtungen erfasste EURO1k präzise den Zeitpunkt und die Struktur von Windveränderungen und machte es zum zuverlässigsten Modell über alle wichtigen Kennzahlen hinweg. Für Betreiber, die auf Präzision im Turbinenmassstab angewiesen sind, bietet dieses Mass an Konsistenz einen klaren Vorteil.

Für einen hypothetischen 400 MW Offshore-Windpark in der Deutschen Bucht entspricht die Reduzierung des mittleren absoluten Windgeschwindigkeitsfehlers in den Tagesvorhersagen von 1,52 m/s mit ECMWF-IFS auf 1,32 m/s mit Meteomatics EURO1k etwa einer Verbesserung von 0,2 m/s, einer Reduzierung des Fehlers um 13%. Übersetzt in Leistungsbegriffe entspricht dies durchschnittlich 22,7 MW weniger Ungleichgewicht und rund 200 GWh vermiedener Ungleichgewichtsenergie jährlich. Bei einem angenommenen Ungleichgewichtsausgleichspreis von 50 EUR/MWh beläuft sich der finanzielle Nutzen auf 10 Millionen Euro pro Jahr.

Beim Vergleich von ICON-D2 (1,48 m/s) mit EURO1k (1,32 m/s) beträgt die Verbesserung etwa 0,16 m/s. ICON-D2, mit einer Auflösung, die näher an EURO1k liegt als an ECMWF, funktioniert bereits relativ gut, aber EURO1k bietet immer noch einen klaren Vorteil. Dies führt zu einer Reduzierung des Leistungsprognosefehlers um 10 % oder ungefähr 12,6 MW weniger Ungleichgewicht im Durchschnitt. Über ein Jahr entspricht dies etwa 110 GWh vermiedener Ungleichgewichtsenergie, was ungefähr 5,5 Millionen Euro an vermiedenen Kosten entspricht.

Über mehrere Fallstudien hinweg übertrifft EURO1k konsequent ECMWF IFS und DWD ICON-D2

Wir haben EURO1k, ECMWF IFS und DWD ICON-D2 an einem Offshore-Windpark in der Nordsee getestet, indem wir ihre Vorhersagen mit realen Messungen der Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe und der Leistungsausgabe auf Turbinenebene verglichen haben. Das Ziel war zu sehen, wie gut jedes Modell Windbedingungen vorhersagt und diese in genaue Leistungsprognosen umsetzt, die für den Betrieb, das Marktbieten und die Verwaltung von Ungleichgewichtskosten entscheidend sind.

Über mehrere Fallstudien hinweg übertrifft EURO1k konsequent das ECMWF IFS und das DWD ICON-D2 in der Erfassung der Grösse, des Zeitpunkts und der räumlichen Variabilität von Windbedingungen sowie in der Bereitstellung realistischer und präziser Leistungsprognosen. Es passt besser zum beobachteten Turbinenverhalten und reagiert genauer auf schnelle Wetteränderungen, was einen überlegenen Wert sowohl in operativen als auch in kommerziellen Kontexten bietet.

Im Folgenden sind zwei repräsentative Beispiele aus Januar und März 2025 aufgeführt, die den Vorteil von EURO1k unter verschiedenen meteorologischen Bedingungen verdeutlichen.