Netzentlastend
ZSW optimiert Stromspeicher-Wärmepumpen-Kombination
70 Prozent Eigennutzungsanteil in Einfamilienhäusern erreichten Forscher des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) durch die Optimierung des Zusammenspiels von Wärmepumpe und Batterie. Die Netzeinspeisung reduziert sich auf 25 Prozent, der PV-Anlagenleistung, mittägliche Spitzeneinspeisungen minimieren sich.
Stromverteilnetze sind auf die Einspeisung vieler PV-Anlagen von Hause aus nicht ausgelegt. Gerade in den Mittagsstunden kann es zu lokalen Überlastungen kommen, wenn die Einstrahlung hoch und möglicherweise vorhandene Batteriespeicher gefüllt sind. Wie sich die Netzeinspeisung minimieren und der Eigenverbrauch weiter erhöhen lässt, hat jetzt das ZSW Baden-Württemberg untersucht.
Das System erarbeitete das ZSW beispielhaft an einem Einfamilienhaus für vier Personen mit 140 m2 Wohnfläche, einer 5 kW PV-Anlage sowie einer Batterie mit 5 kWh Kapazität und einer Wärmepumpe mit thermischem Speicher. Die Idee besteht darin, die beiden Speicher (elektrisch und thermisch) zeitversetzt zu laden. Die optimierte Betriebsführung nutzt Vorhersagen für die lokale PV-Erzeugung und den Stromverbrauch der Bewohner auf Basis vergangener Erfahrungswerte in einem selbstlernenden Modell. Das System berechnet das Optimum für den Ladeverlauf von Batterie und den Wärmepumpenbetrieb und gibt die Ergebnisse als Sollwertvorgabe an Regler weiter, die die Komponenten steuern.
»Unser dynamisches Modell maximiert den Eigenverbrauch von 57 Prozent um zusätzliche 13 Prozentpunkte und reduziert die Spitzeneinspeisung fast vollständig«, erklärt Dr. Jann Binder, Leiter des ZSW-Fachgebiets Photovoltaik: Module Systeme Anwendungen (MSA). »Die Simulation zeigt eine mögliche Win-win-Situation für alle Beteiligten, Anlagen Besitzer wie Netzbetreiber«, so Binder weiter. »Wird sie realisiert, können darüber hinaus viermal so viele Anlagen an das Stromnetz angeschlossen werden, wie das derzeit der Fall ist.« Mit dem ZSW-System lassen sich die Integrationskosten der Erneuerbaren und der Anpassungsaufwand in den Verteilnetzen erheblich reduzieren.
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