Eigenverbrauchsoptimierung durch Lastmanagement

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Ralf Hochberg
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1 Eigenverbrauchsoptimierung durch Lastmanagement Olten, 18. November 2014

2 Inhalt _ Rahmenbedingungen _ Lastmanagement heute _ Potenzial für Lastmanagement _ Umsetzung _ Berechnungen für Haushaltslasten _ Industrielasten _ Fazit 2

3 Rahmenbedingungen _ Kaum Beeinflussung von Benutzerverhalten, kein «Social Engineering». _ Keine grundsätzlich neuen Aufgaben für den Benutzer im Alltag. _ Investitionsbereitschaft (nicht «Spendebereitschaft»). _ Zunehmendes Interesse für Energiefragen. 3

_ Keine grundsätzlich neuen Aufgaben für den Benutzer im Alltag.

4 Lastmanagement heute Energie- und Lastmanagement werden bereits heute von den meisten Leuten praktiziert. Beispiele: _ Kein Wäsche Waschen über Mittag und nach 22:00 Uhr. _ Geschirrspüler / Waschmaschine über Nacht laufen lassen. _ Regelung des Boilers dem EVU überlassen (Rundsteuerung, Hoch- und Niedertarif), in Ausnahmefällen zusätzlich manuell einschalten. _ Tanken im Nachbarsdorf, weil billiger. 4

_ Geschirrspüler / Waschmaschine über Nacht laufen lassen.

5 Lasten im Gebäude Flexible Lasten _ Lasten mit integriertem Speicher _ Warmwasser _ Heizung / Kühlung _ Elektroauto Gutzwiller et al., Lokales Lastmanagement, Bulletin SEV/AES 22/

6 Potenzial für Lastmanagement in der Schweiz _ Rund 500 MW können jederzeit 1 h und länger ein- oder ausgeschaltet werden. Gutzwiller et al., Lokales Lastmanagement, Bulletin SEV/AES 22/

7 Potenzial für Lastmanagement (Schweiz) _ Elektroboiler: Stk., 2.2 TWh (2013) _ Warmwasserwärmepumpen: 0.2 TWh (2013) _ Elektroheizungen: Stk. (Zweitheizung) 3 TWh (2013) _ Heiz-Wärmepumpen: Stk., 1.4 TWh (2013) _ Quellen: _ BFE, Elektrizitätsverbrauch der Ohm schen Widerstandsheizungen in den privaten Haushalten. _ Prognos 2014, Analyse des schweizerischen Energieverbrauchs nach Verwendungszwecken. 7

(Zweitheizung) 3 TWh (2013) _ Heiz-Wärmepumpen: 200 000 Stk., 1.

8 Umsetzung _ Wechselrichter mit Eigenverbrauchsfunktionen _ In den vielen neuen WR enthalten _ Power Manager _ Solar Log _ Sunny Home Manager _ WEB'log Comfort _ Komplexe Gesamtlösungen _ InGrid _ Grid Sense 8

9 Haushaltslasten: Eigenverbrauchsanteil und Autarkie Eigenverbrauchsanteil / % Eigenverbrauch und Autarkie _ Kleine Anlage: hoher Eigenverbrauch, tiefe Autarkie. _ Grosse Anlage: tiefer Eigenverbrauch, mittlere Autarkie Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % Eigenverbrauchsanteil Autarkiegrad Christof Bucher, Basler & Hofmann AG 9

_ Grosse Anlage: tiefer Eigenverbrauch, mittlere Autarkie.

10 Eigenverbrauchsanteil mit Warmwasserboiler Eigenverbrauchsanteil / % EV mit Boiler, 3'000 kwh + 2'000 kwh Allgemeinstrom: kwh /Jahr. Strom für Boiler: kwh / Jahr. _ Nachtbetrieb _ Tagbetrieb Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % Boiler geregelt Boiler Tagbetrieb Boiler Nachtbetrieb _ Geregelter Betrieb Christof Bucher, Basler & Hofmann AG 10

_ Nachtbetrieb _ Tagbetrieb 0 60 80 100 120 140 160 180 200 Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % Boiler

11 Eigenverbrauchsanteil mit Wärmepumpe EV mit WP, 3'000 kwh + 3'000 kwh Strom für WP: kwh / Jahr. Eigenverbrauchsanteil / % Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % WP 24h, WW Nacht WP Tag, WW Nacht WP Tag, WW geregelt _ WP 24h, WW in der Nacht. _ WP nur am Tag, WW in der Nacht. _ WP Tag, WP geregelt. Christof Bucher, Basler & Hofmann AG 11

Eigenverbrauchsanteil / % 60 50 40 30 20 10 0 60 80 100 120 140 160 180 200 Netto-Solarstromanteil

12 Eigenverbrauchsanteil nach Ausrichtung Eigenverbrauchsanteil / % EV 3'000 kwh nach Ausrichtung _ Ausrichtung spielt eine eher kleine Rolle. _ Ost-West- Anlagen am besten Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % _ Hoher Anteil Diffusstrahlung vorteilhaft. 20 Süd Horizontal 20 West 20 Ost-West Südfassade Christof Bucher, Basler & Hofmann AG 12

20 15 60 80 100 120 140 160 180 200 Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % _ Hoher Anteil

13 Eigenverbrauchsanteil nach Nennleistungsverhältnis Eigenverbrauchsanteil / % EV 3'000 kwh nach NLV Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % 20 Süd, NLV 100% 20 Süd, NLV 60% 20 Süd, NLV 40% Erhöht das Abregeln einer PV-Anlage den Eigenverbrauch? _ Ja, aber nur sehr wenig. _ Nur wenig Energie ist in den Leistungsspitzen kleiner Einfluss. Christof Bucher, Basler & Hofmann AG 13

NLV 60% 20 Süd, NLV 40% Erhöht das Abregeln einer PV-Anlage den Eigenverbrauch? _ Ja, aber nur sehr wenig.

14 Eigenverbrauchsanteil nach Anzahl Verbraucher Eigenverbrauchsanteil / % EV nach Anzahl Haushalten Netto-Solarstromanteil pro Jahr / % 100 Haushalte 2 Haushalte 1 Haushalt Christof Bucher, Basler & Hofmann AG _ Zusammenfassen von Haushalten lohnt sich, Effekte sind jedoch nicht sehr gross. _ Effekt ist dann gross, wenn nicht alle Haushalte PV haben. 14

Haushalte 1 Haushalt Christof Bucher, Basler & Hofmann AG _ Zusammenfassen von Haushalten lohnt

15 Eigenverbrauchsanteil mit Speicher Eigenverbrauchsanteil / % Eigenverbrauch mit Speicher Speicherkapazität in Nominal-Betriebsstunden der PV-Anlage Netto-Autarkie = 50% Netto-Autarkie = 100% Netto-Autarkie = 200% _ Bei einer Netto-Autarkie von 100% ist ein Speicher von 1-2 Stunden ausreichend. _ 1 Haushalt ca kwh _ Tesla Model S: 60 kwh Christof Bucher, Basler & Hofmann AG 15

5 4 Speicherkapazität in Nominal-Betriebsstunden der PV-Anlage Netto-Autarkie = 50% Netto-Autarkie = 100%

16 Zusammenfassung der Resultate _ Deckt die PV-Anlage den Strombedarf im Jahresmittel, so ist folgender Eigenverbrauch zu erwarten: _ Ohne WP, ohne Boiler: 30% _ Ohne WP, Boiler läuft in der Nacht: 20% _ Ohne WP, Boiler läuft am Tag: 45% _ Ohne WP, mit Lastmanagement: >50% _ Mit WP, ohne WP-Lastmanagement: 30% _ Mit WP, mit WP-Lastmanagement: >50% 16

läuft in der Nacht: 20% _ Ohne WP, Boiler läuft am Tag: 45% _ Ohne WP, mit

17 Industrielasten _ Lastprofile sind meist stark abweichend zu Haushaltslasten. _ Grossverbraucher haben zur Reduktion der Verbrauchsspitzen z.t. heute schon Lastmanagement implementiert. _ Eigenverbrauchsanteil ohne Lastmanagement ist oft höher als bei Haushalten. _ Potenzial für Lastmanagement ist abhängig vom Gewerbe, pauschale Aussagen sind kaum möglich. 17

_ Eigenverbrauchsanteil ohne Lastmanagement ist oft höher als bei Haushalten.

18 Industrielasten Standardlastprofil G1: Gewerbe 8-18 Uhr _ Standardlastprofil _ Beispiel Profil G1: Gewerbe 8-18 Uhr Werktage Samstag Sonntag 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 18 Standardlastprofile (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft) BDEW, Zuordnung Lastprofile - Westnetz

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 18

19 Fazit _ Eigenverbrauchsoptimierung ist wirkungsvoll. _ Der Warmwasserboiler braucht viel Strom, ist aber ein sehr guter und sehr flexibler Speicher. _ Die Wärmepumpe kann / soll für die Eigenverbrauchsoptimierung verwendet werden. Das Potenzial ist aber wegen der negativen saisonalen Korrelation von Last und PV-Produktion begrenzt. _ HINWEIS: Diese Resultate sind exemplarisch, nicht abschliessend. Je genauer das Verbraucherprofil bekannt ist, desto genauere Berechnungen können gemacht werden. 19

_ Die Wärmepumpe kann / soll für die Eigenverbrauchsoptimierung verwendet werden.

20 Christof Bucher, Projektleiter PV und Verteilnetze Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Olten, 18. November

ch, +41 44 387 13 80 Herzlichen Dank für

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