An jedem beliebigen Ort auf der Erde gibt es drei Nordrichtungen: Wahr, Gitternord und Magnetisch.

Der magnetische Faktor kann im Rahmen dieser Diskussion außer Acht gelassen werden (es genügt zu sagen, dass er sich von den anderen beiden unterscheidet).

Wahrer (solarer/geografischer) Norden

• Der wahre (geografische) Norden ist die Richtung des geografischen Nordpols und bezieht sich auf die Rotationsachse der Erde.

• Der wahre Norden ist für die Solarkonstruktion wichtig, da der Lauf der Sonne über den Himmel von der Rotationsachse der Erde abhängt.

• Daher geht PVsyst (und die meisten PV-Berechnungsgleichungen) davon aus, dass „Norden“ in einem Modell der wahre Norden ist.

• Der wahre Norden ist ein Element in einem „geografischen“ Koordinatensystem, das durch Winkel (Breitengrad/Längengrad) und Höhe (über dem Ellipsoid) beschrieben wird.

• Längengrade zeigen nach Norden.

Gitter Nord

• Fast 100 % der Landvermesser und Kartografen zeichnen Karten in Kartenprojektionen.

• Kartenprojektionen sind ein praktisches Werkzeug für die Menschheit: Sie flachen die Erde ein wenig ab, sodass sie auf einer flachen Karte dargestellt werden kann.

• Sie ermöglichen es Architekten auch, die Erdkrümmung zu ignorieren (da sie im kleinen Maßstab nicht relevant ist) und 3D-Objekte in kartesischen (XYZ) Koordinatensystemen relativ zur Oberfläche darzustellen.

• GRID Nord ist nur innerhalb der gewählten Kartenprojektion „Norden“ .

• Die gebräuchlichste Kartenprojektion für Großbritannien ist beispielsweise British National Grid OSGB36 (EPSG::27700).

• Es gibt Hunderte verschiedener Gitternordwerte (einen für jede Kartenprojektion), aber nur einen wahren Norden .

• Die 3D-Position innerhalb einer Kartenprojektion ist kartesisch und wird durch Ostwerte, Nordwerte und Höhe (über dem Geoid) beschrieben.

• JEDOCH können Nordlinien nicht durchgehend parallel zu Längengraden sein (es sei denn, Sie entwerfen eine sehr exotische Kartenprojektion).

• Deshalb zeigen die Nordlinien nicht in Richtung des wahren Nordens (außer am Gittermeridian).

• Alle typischen Kartenprojektionen,   einschließlich UTM , unterliegen dieser Einschränkung.

• Daher besteht, abhängig davon, wo Sie sich im Gitter befinden, ein Konvergenzwinkel zwischen Gitter-Nord und wahrem Norden.

• Westlich des Gittermeridians zeigt der wahre Norden genau östlich (im Uhrzeigersinn) vom Gitter-Norden.

• Östlich des Gittermeridians zeigt der wahre Norden genau westlich (gegen den Uhrzeigersinn) des Gitternordens.

• Beispielsweise liegt im Vereinigten Königreich der einzige Ort, wo Gitternord = wahrer Norden ist, beim -2°-Meridian (~Birmingham).

weiße Linien = Ost-/Nordwerte des OSGB36-Rasters; rote Punkte = Breiten-/Längengrade (auf den wahren Norden zeigen)

Warum ist das ein Problem?

• AutoCAD arbeitet in einem kartesischen Koordinatensystem (im Grunde eine Kartenprojektion). Vermessungen werden normalerweise in Kartenprojektionen durchgeführt, und Vermesser verstehen möglicherweise nicht, wie wichtig der wahre Norden für die Planung eines Solarparks ist.

• Viele Landvermesser markieren den wahren Norden nicht. Tatsächlich verursachen sie Verwirrung, indem sie eine Kompassrose zeichnen, diese aber auf den Gitternorden ausrichten!

• Wir haben beobachtet, dass Solarparks deshalb oft in Kartenprojektionen nach Nordosten geplant werden. Dies scheint ein branchenweites Problem zu sein und betrifft leider die Mehrheit der Solarpark-Entwürfe.

• Sofern die Kartenprojektion nicht vor der Entwurfsphase so gedreht wird, dass sie der örtlichen Gitterkonvergenz entspricht , wird die Y-Achse nicht am wahren (Solar-)Norden ausgerichtet sein.

• Je weiter Sie vom Meridian entfernt sind, desto größer ist der Unterschied (die Ostküste Großbritanniens ist beispielsweise besonders problematisch).

• Dies hat zwei Probleme:

• 1. Viele Solarparks, die nach Süden ausgerichtet sein sollen, sind in Wirklichkeit nicht genau nach Süden ausgerichtet – die Ausrichtung kann um einige Grad abweichen.

• 2. PVsyst (und andere Äquivalente) gehen davon aus, dass Norden der wahre Norden ist, daher enthalten viele Ertragssimulationen diesen Fehler .

Was ist die Lösung?

• Stellen Sie sicher, dass der Konvergenzwinkel vor dem Array-Design in AutoCAD angepasst ist. Dies bedeutet, dass die CAD-Elemente um einen festen Punkt gedreht werden oder ein Benutzerkoordinatensystem (UCS) in AutoCAD verwendet wird, bevor CAD-basierte Designsoftware wie PVCase verwendet wird.

• Verwenden Sie diese „True North“-Versionen auch für Ertragssimulationen, z. B. in PVsyst.

• Beachten Sie jedoch, dass durch diese Rotation ein nicht standardmäßiges CRS entsteht , das bei der externen Freigabe möglicherweise verwirrend ist.

• Daher ist es sinnvoll/wichtig, Modelle für den externen Austausch (z. B. mit Bauunternehmen) wieder in eine Standardkartenprojektion (z. B. OSGB36) zurückzudrehen, da deren Vermesser (im Allgemeinen) Daten in Standardkartenprojektion erwarten. Diese Rückdrehung muss um genau denselben Punkt erfolgen wie die ursprüngliche Drehung.

• Die topografischen CAD-Liefergegenstände von Above werden normalerweise in lokalen Gitterkoordinaten geliefert, wie es bei CAD üblich ist, wir kennzeichnen jedoch immer die Richtung des wahren Nordens mit der Anmerkung des Gitterkonvergenzwinkels und geben vor dem Entwurf Hinweise zur Drehung.

• ODER verwenden Sie für die Konstruktion ein GIS-basiertes (anstatt CAD-basiertes) System, aber das ist möglicherweise nicht praktisch oder möglich. Above kann bei Bedarf GIS-Leistungen bereitstellen.

Hinweise:

• Stellen Sie IMMER sicher, dass Koordinatensysteme (und jegliche Abweichungen von EPSG-Standards) auf allen Zeichnungen deutlich gekennzeichnet sind.
  
• EPSG::3857 (Web Pseudomercator) ist das Koordinatensystem, das für fast alle Online-Karten (einschließlich Google Maps) verwendet wird. Es ist zwar nicht für technische Zeichnungen geeignet (es gibt Maßstabsprobleme bei großen Entfernungen), hat aber den schönen Vorteil, dass das Gitternord mit dem wahren Norden übereinstimmt. Dies ist das Koordinatensystem, das alle Online-Karten von Above zur Anzeige verwenden. Daher entspricht „geradeaus“ auf den Online-Karten von Above dem wahren Süden.
  

Weiterführende Literatur