Die Erfassung der meteorologischen Größen erfolgt durch eine Vielzahl von Sensoren, welche im Messfeld installiert sind. Zu den Sensoren zählen unter anderem ein Windrichtungs- (Windfahne) und ein Windgeschwindigkeitsgeber (Schalensternanemometer), welche in einer Höhe von sechs Metern montiert sind. Diese klassischen Windmessgeräte werden zur Validierung durch eine ultraschallbasierte Windmessung ergänzt, welche ebenfalls in sechs Metern Höhe erfolgt. Die ultraschallbasierte Messung ist dabei integraler Bestandteils des Clima Sensors US der Firma Adolf Thies GmbH & Co. KG. Bei diesem Sensor handelt es sich um ein Multi-Sensor-System, welches neben der Windgeschwindigkeit auch zahlreiche weitere Größen wie die Lufttemperatur, die Luftfeuchtigkeit, den Luftdruck, die Niederschlagsintensität und die Niederschlagssumme sowie die himmelsrichtungsabhängige Helligkeit bestimmen kann. Die Niederschlagsmessung weist dabei die Besonderheit auf, dass sie radarbasiert erfolgt. Um diese unkonventionelle Art der Niederschlagsmessung zu validieren, erfolgt parallel eine Niederschlagsmessung auf Basis eines Niederschlagssammlers mit Kippwaage. Die Strahlungsmessung der Station umfasst neben der bereits benannten Helligkeitsmessung einen Globalstrahlungssensor und einen UV-Sensor. Auf Basis dieser Sensoren ist es möglich, beinahe das gesamte Spektrum der von der Sonne emittierten Strahlung zu erfassen und Korrelationen zu den Erträgen der Photovoltaikanlagen aufzustellen. Ergänzt wird diese klassische meteorologische Sensorik durch ein Photovoltaikmesssystem, womit sowohl die himmelsrichtungs- als auch neigungsabhängige Leistung von Photovoltaikzellen ermittelt werden kann.

Um die Messwerte der Sensoren zuverlässig aufnehmen und verarbeiten zu können, wurde ein Messwerterfassungssystem konzipiert und realisiert, dessen Kern ein Industrie-Panel-PC mit einer Soft-SPS bildet. Die Sensoren im Messfeld sind dabei an einem vor Ort installierten Schaltschrank angeschlossen, in dem sich neben der Energieversorgung für die Sensorik auch dezentrale Peripherie (Buskoppler) der Soft-SPS befindet. Die Signale der Sensoren werden dem Buskoppler zugeführt und von diesem digitalisiert. Über das industrielle Kommunikationssystem EtherCAT erfolgt dann eine Übertragung der Messwerte in den Container, wo sie von der Soft-SPS eingelesen und verarbeitet werden. Die SPS errechnet dabei aus dem Messwert in Form eines elektrischen Signales (z.B. ein Spannungs- oder Stromsignal) die meteorologische Größe und überprüft diese auf Plausibilität. Darüber hinaus errechnet die Steuerung in Abhängigkeit der Messgröße Mittelwerte, Tagessummen und weitere Größen, die für die Bildung der meteorologischen Historie interessant sind.

Ausgehend von der Vorverarbeitung der Messwerte auf dem Industrie-PC werden diese protokollbasiert auf einen externen Server übertragen und dort in einer Datenbank gespeichert. Hierbei kommen in Abhängigkeit der Messgröße unterschiedliche Speicherzyklen zustande. Dynamische Größen, wie beispielsweise die Windgeschwindigkeit, werden sekündlich gespeichert, wohingegen weniger dynamische Größen (wie die Lufttemperatur) nur minütlich geloggt werden. Hierbei dienen unterschiedliche Datenbanktabellen für eine klare Strukturierung innerhalb der Datenbank. Die Datenbank ermöglicht es dabei, Messdaten von großen Zeiträumen sicher abzuspeichern und flexibel auf die Daten zuzugreifen. Auf dieser Basis ist es so möglich, eine kontinuierliche Wetterhistorie für den Standort zu generieren. Die Datenbank wird seit Mai 2017 mit Messdaten gespeist und enthält mittlerweile mehrere Millionen Datensätze.

Neben der Darstellung der Wetterdaten auf dieser Webseite werden die Messwerte auch auf dem Display des Industrie-Panel-PCs in Form einer Messwertvisualisierung dargestellt. Dies bietet zum einen die Möglichkeit, den Verlauf der Messwerte vor Ort verfolgen zu können und vereinfacht darüber hinaus die Fehlersuche im seltenen Fall einer Störung des Systems. Zusätzlich werden die aktuellen Messwerte als RSS-Feed bereitgestellt, welcher minütlich in der Fußzeile der Monitore auf dem Campus Herrenkrug einsehbar ist.

Die Energieversorgung der Station erfolgt teilautark auf Basis der regenerativen Energieträger Photovoltaik und Windenergie. Hierbei sind zum aktuellen Zeitpunkt zwei Photovoltaikanlagen und eine Windkraftanlage im Einsatz, welche über Wechselrichter in das Stromnetz der Station einspeisen. Überschüssige Energie wird dabei durch einen Energiespeicher (5 kWh) aufgenommen und bei Bedarf wieder abgegeben. Ergänzt wird die Energieversorgung durch einen Anschluss an das Stromnetz der Hochschule, um auch bei längerem Ausbleiben von Sonnen- und Windenergie einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Auch die Erträge der Photovoltaik- und Windenergieanlagen werden dabei kontinuierliche gemessen und in der Datenbank abgespeichert. Die gesammelten Messwerte dienen dabei unter anderem der Untersuchung der Degradation der Module und bieten darüber hinaus Möglichkeiten zur Analyse unter dem Gesichtspunkt Smart-Grid im kleinen Maßstab.

Weitere Informationen zur Energieversorgung und den aktuellen Erträgen der Anlagen können hier eingesehen werden.