Dezentrale Erzeugung, PV & Speichersysteme, Eigenverbrauchs-Optimierung. Mag. Dipl.-Ing. Harald Prokschy Stand: November 2013

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Walter Steinmann
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1 Dezentrale Erzeugung, PV & Speichersysteme, Eigenverbrauchs-Optimierung Mag. Dipl.-Ing. Harald Prokschy Stand: November 2013

2 Worum geht es? 1 Eigenverbrauch versus (Überschuss-) Einspeisung 1 Dimensionierung der PV-Anlage 1 Überlegungen zu Energiespeichern 1 Spannungswächter WR Druckluft Verbraucher 1 Verbraucher 2 WW- Speicher Bezug Einspeisung Lastprofilzähler Netz Prinzipschaubild 2

3 Eigenverbrauch versus Überschusseinspeisung Euro-Cent/kWh 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Umsatzsteuer Abgaben Arbeitspreis Abgaben Grundpreis Systemnutzungs-Tarif Arbeitspreis Systemnutzungs-Tarif Grundpreis Mehraufwand gem. Ökostromgesetz Energie Arbeitspreis Energie Grundpreis 1 Eigenverbrauch kann mit 16 cent / kwh bewertet werden (Netz, Energie, Steuerung und Abgaben) 1 Überschusseinspeisung wird mit ca. 6 cent / kwh (nur Energie) vergütet 1 Jede selbst erzeugte kwh die auch selbst verbraucht wird erhöht die Wirtschaftlichkeit der Erzeugungs-Anlage Eigenverbrauch versus Überschusseinspeisung 3

Ökostromgesetz Energie Arbeitspreis Energie Grundpreis 1 Eigenverbrauch kann mit 16 cent / kwh bewertet werden (Netz, Energie, Steuerung und Abgaben) 1

4 Besonderheiten nachhaltiger Erzeugungs-Systeme am Beispiel Photovoltaik 1 Jahres- und tageszeitlich unterschiedliche Erzeugungsstruktur Erzeugung und Verbrauch im Sommerhalbjahr 1 Bei Photovoltaik zeigt sich eine Asynchronitätzwischen hoher Erzeugung im Sommer und i.d.r. hohem Energiebedarf im Winter 1 Erzeugung passt meist zeitlich nicht zum tatsächlichen Verbrauch Erzeugung und Verbrauch im Winterrhalbjahr 1 100% Eigenversorgung über das Jahr alleine mit Photovoltaik i.d.r. nicht möglich 4

Erzeugung im Sommer und i.d.r. hohem Energiebedarf im Winter 1 Erzeugung passt meist zeitlich nicht zum tatsächlichen

5 Integration einer Batterie erhöht die Eigennutzung 1 Mittels Batteriespeicher kann der Eigennutzungsgrad erhöht werden 1 Erzeugungs-Spitzen führen zu steilen Flanken (ansteigend wie abfallend) der Überschuss-Einspeisung 5

erhöht werden 1 Erzeugungs-Spitzen führen zu steilen

6 Integration einer Batterie erhöht die Eigennutzung Batteriebeladung Überschusseinspeisung Eigennutzung Batterieentladung 1 Mittels Batteriespeicher kann der Eigennutzungsgrad erhöht werden 1 Erzeugungs-Spitzen führen zu steilen Flanken (ansteigend wie abfallend) der Überschuss-Einspeisung 6

Batteriespeicher kann der Eigennutzungsgrad erhöht werden 1

7 Integration einer Batterie verändert Strombezug 1 Eigenerzeugung in Verbindung mit Batteriespeicher verändern die Struktur des Strombezugs nachhaltig 1 Hohe Anzahl an Lade-/Entladezyklen verringert die Lebensdauer von herkömmlichen Batteriespeichersystemen 7

Strombezugs nachhaltig 1 Hohe Anzahl an Lade-/Entladezyklen

8 Wirtschaftliche Aspekte 1 Für ein betriebswirtschaftliches Optimum muss der Eigennutzungs-Grad maximiert werden. Dimensionierung der Photovoltaik-Anlage: Erzeugung sollte möglichst das eigene Lastprofil nicht (nur selten) übersteigen Prinzipdarstellung Angleichen der Verbrauchsstruktur an die eigene Erzeugung durch eine laufende Lastprofilmessung, Lastverschiebung und ggf. Speicherung 1 Eigenbedarf kann durch Batterie (Stunden- bis Tagesspeicher) erhöht werden, aber Sommererzeugung kann (heute noch) nicht in den Winter verlagert werden 1 Eine ganzheitliche Betrachtung von Erzeugung, Verbrauch und Speicherung ist unerlässlich, um ein betriebswirtschaftliches Optimum zu erreichen 8

Verbrauchsstruktur an die eigene Erzeugung durch eine laufende Lastprofilmessung, Lastverschiebung und ggf.

9 Was bringt eine PV-Anlage für das Gewerbe noch? Sommerlicher Verbrauch und PV-Erzeugung Verbrauch Erzeugung 1 Voraussetzung: passende Auslegung der PV-Anlage 1 Spitzenlastabdeckung bei Geräten deren Verbrauchsstruktur zur Erzeugungsstruktur einer PV-Anlage passen 1 statt Anschluss-Verstärkung Spitzenlast- Vermeidung Spitzenlastüberschreitung Spitzenlastüberschreitung vermieden Verbrauch Erzeugung Summe 1 Wärme- und Kälteanwendungen die mit Sonneneinstrahlung und damit der PV- Produktion in Zusammenhang stehen (Kühlen, Gastgarten, etc.) können intelligent kombiniert werden! Neue Verbrauchslinie aufgrund PV-Erzeugung (theoretisch) 9

Geräten deren Verbrauchsstruktur zur Erzeugungsstruktur einer PV-Anlage passen 1 statt Anschluss-Verstärkung Spitzenlast- Vermeidung 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

10 Auf einen Blick Prinzipschaubild 0 1. PV-Erzeugung 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 3. Summe 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Bezug Einspeisung WR Verbraucher 1 Verbraucher 2 Lastprofilzähler WW- Speicher 2. Verbraucher Druckluft 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 1 Dimensionierung der PV-Anlage nach verbrauchsorientierten Aspekten 1 Maßnahmen zur Lastverschiebung realisieren 1 Überlegungen hinsichtlich Energiespeicherung umsetzen Batteriespeicher Wärme- Kälteanwendungen, Druckluft Netz 10

6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 WW- Speicher 2.

11 Der Spannungswächter 1 Aufgrund der wachsenden Anzahl an dezentralen Erzeugungsanlagen kann es im Netz des Verteilnetzbetreibers zu Kapazitätsüberschreitungen beim Abtransport der erzeugten Energie kommen. 1 Besonders in Zeiten mit maximaler Erzeugung, minimalem Verbrauch und Netzumschaltungen würde durch Anschluss weiterer Erzeugungsanlagen die Gefahr bestehen, dass durch Überspannung Schäden an Elektrogeräten und Anlagen entstehen. Quelle: Stand: , 17:08 Uhr 1 Anlagen bis 5 kw Engpassleistung: können idr. ohne Spannungswächter angeschlossen werden. 1 Anlagen über 5 kw bis 400 kw: ein Spannungswächter wird eingebaut, sofern es die Netzsituation erfordert. Alternativ dazu kann die Wirkleistung mittels Rückleistungsrelais auf 5 kw begrenzt werden (bei hohem Eigenverbrauch). 1 Anlagen ab 400 kw (Mittelspg.) oder Sonderfälle: auf Grund der großen Netzrückwirkungen wird die Anschlussmöglichkeit individuell festgelegt. 11

1 Besonders in Zeiten mit maximaler Erzeugung, minimalem Verbrauch und Netzumschaltungen würde durch Anschluss weiterer Erzeugungsanlagen die Gefahr bestehen, dass durch Überspannung Schäden an

12 Prinzipschaltbild Spannungswächter Zähler mit Spannungs-und Leistungserfassung Technische Umsetzung der Wirkleistungsregelung am Beispiel einer PV-Anlage Quelle: NÖ Netz Stand: , 17:04 Uhr 12

am Beispiel einer PV-Anlage Quelle: NÖ Netz http://www.netz-noe.

13 Funktionsweise 1 Im seltenen Fall, dass außergewöhnliche Netzzustände mit Zeiten hoher Erzeugung und geringem Verbrauch zusammenfallen, steigt die Spannung im Netz an. 1 Der Spannungswächter misst die Spannung in der Kundenanlage und reduziert gegebenenfalls stufenweise die Erzeugungsleistung der Anlage, um den weiteren Anstieg der Spannung und damit den Ausfall der Erzeugungsanlage zu verhindern. 1 Sobald sich das Spannungsniveau wieder normalisiert hat, wird vom Spannungswächter wieder die volle Erzeugungsleistung freigegeben. 1 Um die Funktion des Spannungswächters zu überwachen wird ein spezieller Lastprofilzähler (Zähler mit Spannungs-und Leistungserfassung) montiert. Quelle: Stand: , 17:08 Uhr 13

der Erzeugungsanlage zu verhindern. 1 Sobald sich das Spannungsniveau wieder normalisiert hat, wird vom Spannungswächter wieder die volle Erzeugungsleistung freigegeben.

14 Ablauf Einreichung Erzeugungsanlage Schritt 1 Im Zuge der Planung / Errichtung einer Erzeugungsanlage hat das Zählpunkt-Ansuchen mittels Datenblatt einer Ökostromanlage B200 zu erfolgen. Schritt 2 Die darauf erfolgende technische Netzprüfung führt zu dem Ergebnis, ob ohne Einschränkungen eingespeist werden kann oder ob Maßnahmen zur Vermeidung von Netzrückwirkungen getroffen werden müssen. Schritt 3 Ist eine Einschränkung auf 5 kw erforderlich, kann der Spannungswächter als Alternative zur Leistungsbeschränkung auf 5 kw zum Einsatz kommen. Schritt 4 Kundenentscheidung: Bei einer Anlage mit hohem Eigenverbrauch kann die 5 kw-begrenzung die für den Kunden günstigere Variante sein (z.b. Gewerbe- oder Mastbetriebe). 14

Schritt 2 Die darauf erfolgende technische Netzprüfung führt zu dem Ergebnis, ob ohne Einschränkungen eingespeist werden kann oder ob Maßnahmen zur Vermeidung von Netzrückwirkungen

15 Was kostet mich ein Spannungswächter? Wer baut den Spannungswächter ein? NSP Schaltung Spannungswächter am Beispiel einer PV-Anlage in der Netzebene Die Bereitstellung und der Betrieb des Spannungswächters wird einmalig als Teil des Netzzutrittsentgeltes zusätzlich verrechnet. 1 Für direkt messende Zähler kostet der Spannungswächter 575,- exkl. (Montage und Verdrahtung durch Elektriker), 1 für Wandlermessungen 802,- exkl. (vormontiert auf Zählerplatte der Wandlermesseinrichtung, Verdrahtung mit der Erzeugungsanlage durch Elektriker). Anmerkung: Preise werden von NÖ Netze in Abstimmung mit ECA festgelegt und sind veränderlich. (Stand: Nov. 2013) WME Schaltung Spannungswächter am Beispiel einer PV-Anlage in der Netzebene 5 Quelle: Stand: , 17:08 Uhr 15

zusätzlich verrechnet. 1 Für direkt messende Zähler kostet der Spannungswächter 575,- exkl. (Montage und Verdrahtung durch Elektriker), 1 für Wandlermessungen 802,- exkl.

16 Einbauarten EVN Spannungswächter! EVN Spannungswächter bei Einbau im Zählerkasten EVN Spannungswächter bei Einbau in einem externen Gehäuse: EVN Spannungswächter bei Einbau im Zählerkasten 16

17 Umfassende Beratung und Konzeption sinnvoll EVN Business Energy Check (BEC) Schritt 1: BEC 1 Erstgespräch Analyse Schritt 2: BEC 1 Bestandsaufnahme 1 Ist-Analyse Umsetzung Beratung Schritt 4: BEC Präsentation 1 Ergebnispräsentation 1 Potentialbearbeitung 1 Umsetzungsberatung Konzeption Schritt 3: BEC Bericht 1 Berichterstellung 1 Abwicklung Förderung 17

Beratung Schritt 4: BEC Präsentation 1 Ergebnispräsentation 1 Potentialbearbeitung 1

18 Dezentrale Erzeugung, PV & Speichersysteme, Eigenverbrauchs-Optimierung Mag. Dipl.-Ing. Harald Prokschy Stand: November 2013

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