Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs · VDEW Lastprofile Gewerbe 0.0000 0.0500 0.1000...

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Simulation und Optimierung des Eigenverbrauchs

Samuel Summermatter



Übersicht

• Simulationsmethode

• Lastgangprognose

• Optimierungen (Verbrauchersteuerung, WP)

• Batterielösungen

• Ausrichtung (Dach oder Fassade)

• Fazit



Begriffe

• Deckungsgrad:

• Eigenverbrauch:

• Autarkie:

• Spezifischer Eigenverbrauch:

Ep

Ec

Eon

Ep

Eon

Eon

Ec

Eon



Simulationsmethode

Einstrahlung &

Temperatur

Deckungsgrad

Eigenverbrauch

Autarkie

Sim

ula

tion

Lastgangmessung

Smart Meter

Lastgangprognose

Nach BDEW Profil



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

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12

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14

:00

15

:15

16

:30

17

:45

19

:00

20

:15

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: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%!



VDEW Lastprofile Gewerbe

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

00

:15

01

:30

02

:45

04

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:00

15

:15

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:30

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19

:00

20

:15

21

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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



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



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%)



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



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



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!



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



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).

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