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BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Samuel Summermatter
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Übersicht
• Simulationsmethode
• Lastgangprognose
• Optimierungen (Verbrauchersteuerung, WP)
• Batterielösungen
• Ausrichtung (Dach oder Fassade)
• Fazit
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Begriffe
• Deckungsgrad:
• Eigenverbrauch:
• Autarkie:
• Spezifischer Eigenverbrauch:
Ep
Ec
Eon
Ep
Eon
Eon
Ec
Eon
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Simulationsmethode
Einstrahlung &
Temperatur
Deckungsgrad
Eigenverbrauch
Autarkie
Sim
ula
tion
Lastgangmessung
Smart Meter
Lastgangprognose
Nach BDEW Profil
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
VDEW- Lastprofil Haushalt
0.0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
00
:15
01
:30
02
:45
04
:00
05
:15
06
:30
07
:45
09
:00
10
:15
11
:30
12
:45
14
:00
15
:15
16
:30
17
:45
19
:00
20
:15
21
:30
22
:45
00
:00
Standardlastprofil H0 - Haushalt
Winter Werktag
Übergang Werktag
Sommer Werktag
Winter Samstag
Übergang Samstag
Sommer Samstag
Winter Sonntag
Übergang Sonntag
Sommer Sonntag
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
01.Jan
01.Feb
01.Mrz
01.Apr
01.Mai
01.Jun
01.Jul
01.Aug
01.Sep
01.Okt
01.Nov
01.Dez
Dynamisierung - Tagesfaktoren
Für einzelne Verbraucher ungenau
Da das Verbraucherverhalten stark variiert
Differenz vom simulierten Eigenverbrauch
von 5-10%!
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
VDEW Lastprofile Gewerbe
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.3000
00
:15
01
:30
02
:45
04
:00
05
:15
06
:30
07
:45
09
:00
10
:15
11
:30
12
:45
14
:00
15
:15
16
:30
17
:45
19
:00
20
:15
21
:30
22
:45
00
:00
Standardlastprofil G0 - Gewerbe allgemein
Winter Werktag
Übergang Werktag
Sommer Werktag
Winter Samstag
Übergang Samstag
Sommer Samstag
Winter Sonntag
Übergang Sonntag
Sommer Sonntag
G0 Gewerbe allgemein
G1 Gewerbe Werktags 8:00 bis 18:00
G2 Gewerbe in den Abendstunden
G3 Gewerbe druchlaufend
G4 Laden / Friseur
G5 Bäckerei mit Backstube
G6 Wochenendbetrieb
L0 Landwirtschaft
L1 Landwirtschaft mit Milchwirtschaft
L2 Landwirtschaft ohne Milchvieh
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Lastgangprognose Wärmepumpe
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Leis
tun
g [k
W]
Lastprofil Wärmepumpe
Messung 2013 Simulation mit 8kW WP
Einflüsse:
- WP- Leistung
- WP- Typ
- Temperatur
- Zeitliche Programmierung
Spezifischer Algorithmus
nötig
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Eigenverbrauch EFH Verbraucheroptimierung
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
EigenverbrauchSimulation 2013
Eigenverbrauchmit WP Nacht
Simulation 2013
Eigenverbrauchmit WP Tag
Simulation 2013
EigenverbrauchEnergieoptimierung 2015
Eige
nve
rbra
uch
+ Wärmepumpe
(+5%)
Tagbetrieb WP
(+30%)
Verbrauchersteuerung
Grossverbraucher (+16%)
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Eigenverbrauch EFH mit Batteriespeicher
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Eige
nve
rbra
uch
EV 16kWh Speicher
EV 14kWh Speicher
EV 12kWh Speicher
EV 10kWh Speicher
EV 8kWh Speicher
EV 6kWh Speicher
EV 4kWh Speicher
EV 2kWh Speicher
EigenverbrauchSimulation 2013
Ab 5kWh keine wesentliche Verbesserung
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Autarkie EFH mit Batteriespeicher
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Au
tark
ie
AT 16kWh Speicher
AT 14kWh Speicher
AT 12kWh Speicher
AT 10kWh Speicher
AT 8kWh Speicher
AT 6kWh Speicher
AT 4kWh Speicher
AT 2kWh Speicher
AutarkieSimulation 2013
Ab 10kWh keine wesentliche Verbesserung
Autarkie nicht möglich
Langzeitspeicher
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Ausrichtung der Solaranlage (10kWp)
0
50
100
150
200
250
300
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Ost-West10°
Süd 10° Ost-West25°
FassadeOst
FassadeWest
FassadeSüd
FassadeNord
[kW
h/k
Wp
]
[%]
Deckungsgrad [%]
Eigennutzungsgrad [%]
Autarkie [%]
spez. Eigenverbrauch [kWh/kWp]
nur 10% kleinerer
Spez. Eigenverbrauch!
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Fazit
• Lastgangprognose für einzelne Haushalte schwierig (wenn möglich
immer mit Datenlogger auch Verbrauch aufzeichnen)
• Lastgangprognose für Gewerbegebäude zuverlässig
• Batterien können den Eigenverbrauch erhöhen, sind aber richtig zu
dimensionieren
• Autarkie von EFH mit nur einer Batterie ist nicht realistisch
• Spezifischer Eigenverbrauch als Vergleichswert für BIPV wichtig
• Gebäudeintegrierten Fassadenanlagen haben ähnliche spezifische
Eigenverbrauchswerte wie mit konventionellen Aufdachanlagen
BE Netz AG | Luzern | Ebikon | Zürich
Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs
Wir bleiben dran!
Vielen Dank!
Acknowledgement:
This research was supported by the Swiss National Science Foundation SNF as part of the project
ACTIVE INTERFACES - Holistic strategy to simplify standards, assessments and certifications for
building integrated photovoltaics (#153849).