Auswertung von Lastgängen eines Gärtnerei-Betriebes mit eigener Photovoltaik-Anlage

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1 Auswertung von Lastgängen eines Gärtnerei-Betriebes mit eigener Photovoltaik-Anlage Autor: swissgrid ag Erstelldatum: 24. Februar 2012 Version: 1.0 Seite: 1 von 12 Alle Rechte, insbesondere das Vervielfältigen und andere Eigentumsrechte, sind vorbehalten. Dieses Dokument darf in keiner Weise gänzlich oder teilweise vervielfältigt oder Dritten zugänglich gemacht werden ohne eine ausdrückliche schriftliche Genehmigung seitens swissgrid ag. swissgrid ag übernimmt keine Haftung für Fehler in diesem Dokument.

2 Seite 2 von 12 Inhaltsverzeichnis 1. Relevante Betriebs-Daten der Photovoltaik-Anlage 3 2. Typische Lastgänge im Sommer Auswertung einer Woche Produktion der Photovoltaik-Anlage Bezug des Gärtnerei-Betriebs Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage Auswertung eines einzelnen Tages ( ) Produktion der Photovoltaik-Anlage Bezug des Gärtnerei-Betriebs Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage 6 3. Typische Lastgänge im Winter 2010/ Auswertung einer Woche Produktion der Photovoltaik-Anlage Bezug des Gärtnerei-Betriebs Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage Auswertung eines einzelnen Tages ( resp ) Produktion der Photovoltaik-Anlage Bezug des Gärtnerei-Betriebs Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage 12

3 : : : : : : : : : : : : : : :00 Produktion in Kilowatt (kw) Seite 3 von Relevante Betriebs-Daten der Photovoltaik-Anlage Anlage-Daten: Standort der Anlage Kanton Aargau Inbetriebnahme: Installierte elektrische Leistung: 17.5 kwp Anlagengrösse: 261 m2 Erwartete jährliche Produktion 14'350 kwh 2. Typische Lastgänge im Sommer Auswertung einer Woche Zur Auswertung herangezogen wurde die Woche von Montag, bis Sonntag, Die Produktionsdaten sind immer bezogen auf die totale installierte Leistung von 17.5kWp dargestellt, d.h. der obige Rand in untenstehender Grafik zeigt die maximale Produktionskapazität der Anlage auf Produktion der Photovoltaik-Anlage Einspeisegang Die Produktion der PV-Anlage ist am und sehr «glatt», was bedeutet, dass an diesen Tagen sehr schönes Wetter herrschte, ohne störende Wolken. An den anderen Tagen dazwischen erkennt man am Produktionsverlauf die deutlich schlechtere Wetterlage mit den zwischenzeitlichen Produktionseinbrüchen infolge Schattenwurfs durch Wolken.

4 : : : : : : : : : : : : : : :00 Nettoproduktion in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : : : :00 Bezug in Kilowatt (kw) Seite 4 von Bezug des Gärtnerei-Betriebs Lastgang Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage 15 Differenz Die Gärtnerei zeigt einen Grundverbrauch von etwa 1 kw (auch in der Nacht). Zu Tageszeiten steigt der Verbrauch deutlich und liegt die meiste Zeit über der Eigenproduktion der PV-Anlage. Nur über Mittag, wenn die Sonne stark scheint und die PV-Anlage voll produziert, entsteht während 3 5 Stunden eine Nettoproduktion von 0 bis 10 kw.

5 : : : : : : : : : : : : :00 Werte Seite 5 von 12 Das heisst, das Netz ist immer als Speicher oder Lieferant von Strom nötig, denn die Eigenproduktion und der Verbrauch sind zu keinem Zeitpunkt gleich, bzw. aufeinander abgestimmt. Aufgrund des hohen Verbrauchs ist die Gärtnerei, trotz grosser PV-Anlage, ein Nettobezüger Auswertung eines einzelnen Tages ( ) Produktion der Photovoltaik-Anlage Einspeisegang Die installierte elektrische Leistung der PV-Anlage von 17.5 kw wird nicht erreicht. Wie am Beispiel des aufgezeigt, liegt die Produktion maximal bei kw, welche im Sommer jeweils um ca. 14 Uhr erreicht wird. Die Produktion über den Tag hinweg folgt einer Sinuskurve, was dem Einstrahlungswinkel der Sonne entspricht. Die Produktion beginnt um 6 Uhr am Morgen und dauert bis 21 Uhr. Die nachfolgende Lastkurve für den Sommer zeigt, dass die Grundlast während 24 Stunden 1 kw beträgt. Ab 6 Uhr am Morgen werden weitere Geräte zugeschaltet, bis ca. 21 Uhr am Abend. Der maximale Bezug von 9 kw liegt an diesem untersuchten Tag um 16 Uhr. Wieso das so ist, und welche Geräte wann im Laufe des Tages Strom beziehen, ist nicht bekannt. Die Überlagerung der beiden Kurven Produktion und Bezug ergibt die Differenzkurve über den Tag. Logischerweise ist in der Nacht ein permanenter Bezug vorhanden. Von 9.30 Uhr bis ca.18 Uhr produziert die PV-Anlage so viel Strom, dass ein Überschuss von bis zu 8 kw eingespiesen werden kann.

6 : : : : : : : : : : : : :00 Nettoproduktion in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : :00 Bezug in Kilowatt (kw) Seite 6 von Bezug des Gärtnerei-Betriebs Lastgang Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage Differenz -6

7 : : : : : : : : : : : : : : :00 Produktion in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : : : :00 Produktion in Kilowatt (kw) Seite 7 von Typische Lastgänge im Winter 2010/ Auswertung einer Woche Zur Auswertung herangezogen wurde eine Woche im Herbst von Montag, bis Sonntag, sowie eine Woche im Frühling von Montag, bis Sonntag, Produktion der Photovoltaik-Anlage Einspeisegang Einspeisegang Auch im Herbst und Frühling produziert die Photovoltaik-Anlage Strom, allerdings aufgrund der kürzeren und weniger intensiven Sonnenbestrahlung nicht entsprechend der vollen Leistung der Anlage. Auch hier

8 : : : : : : : : : : : : : : :00 Bezug in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : : : :00 Bezug in Kilowatt (kw) Seite 8 von 12 sind Kurven von schönen Sonnentagen einfach von Schlechtwettertagen zu unterscheiden. Die Leistung sinkt bei schlechtem Wetter auf 20% eines Sonnentages Bezug des Gärtnerei-Betriebs Lastgang Lastgang Auch im Herbst und Frühling herrscht ständig ein Grundbezug von 1 kw. In der Frühlingskurve fällt auf, dass hier offenbar ein Heizsystem mit Strom versorgt wird. Es ist deutlich die Schalt-Hysterese (Ein-Aus der Heizung) zu erkennen. Während der Nacht kühlt die Umgebung stark ab, sodass gegen Morgen immer stärker geheizt werden muss. Konsequenterweise ist die Differenz von Produktion und Bezug nahezu ständig im Minus. Die PV-Anlage produziert im Winter weniger, und es wird mehr Strom verbraucht. Phasen mit Einspeisung ins Netz sind somit selten und nur von kurzer Dauer.

9 Nettoproduktion in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : : : :00 Nettoproduktion in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : : : :00 Seite 9 von Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage Differenz Differenz Obwohl die Sonnenscheindauer im Herbst resp. im Frühling natürlich bedeutend kürzer ist als im Sommer, erreicht das «Gesamtsystem Gärtnerei Photovoltaik-Anlage» trotzdem über die Mittagszeit einen Überschuss, bei dem Strom ins Netz eingespiesen wird. Typischerweise ist aber der Bezug grösser als die Einspeisung. Nennenswert ist noch, dass die Gärtnerei, trotz eigener PV-Produktion, in der Jahressumme ein Nettobezüger von Strom bleibt. Die aufsummierte Produktion der PV-Anlage, d.h. der gesamthaft über ein Jahr erzeugte Strom, reicht nicht zur Deckung der gesamten Verbräuche. Das Netz ist als Speicher und als Stromlieferant grundsätzlich notwendig. Um die Gärtnerei ganz autark zu machen, müsste a.) die PV-Anlage grösser sein, b.) ein lokaler Speicher (z.b. 2 x 5 kw Speicherbatterien) installiert werden, und c.) ihr Verhaltensmuster als Stromverbraucher auf die Stromproduktion der PV-Anlage abgestimmt werden.

10 : : : : : : : : : : : : :00 Produktion in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : :00 Produktion in Kilowatt (kw) Seite 10 von Auswertung eines einzelnen Tages ( resp ) Produktion der Photovoltaik-Anlage Einspeisegang Einspeisegang

11 : : : : : : : : : : : : :00 Bezug in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : :00 Bezug in Kilowatt (kw) Seite 11 von Bezug des Gärtnerei-Betriebs Lastgang Lastgang

12 : : : : : : : : : : : : :00 Nettoproduktion in Kilowatt (kw) : : : : : : : : : : : : :00 Nettoproduktion in Kilowatt (kw) Seite 12 von Differenzlastgang Bezug Produktion der PV-Anlage Differenz Differenz