Würde dezentral erzeugte, erneuerbare Energie verstärkt an Ort und Stelle genutzt, könnten Probleme, die durch eine fluktuierende Einspeisung in die Netze entstehen (wie Spannungsschwankungen, Überbelastung, Transportverluste etc.) teilweise abgefedert werden. Im Sondierungsprojekt „Eigenlast Cluster“ (Projektleitung: Sonnenplatz Großschönau GmbH) wurden Konzepte zur Steigerung des Eigenverbrauchs von Strom und Wärme in bereits datentechnisch erfassten Gebäuden der Gemeinde Großschönau untersucht.
Für die Analyse wurden insgesamt 27 Gemeindeobjekte, Gewerbebetriebe und Haushalte zu neun Clustern zusammengeschlossen. Als Datengrundlage dienten die Stromverbrauchsprofile der Objekte und eine Simulation der installierten Photovoltaik (PV)-Anlagen. Untersucht wurde, welche Gebäudetypen und -kombinationen sich für Gebäudecluster eignen, welche Clustergröße optimal ist, wie hoch die Steigerung des Eigenstromverbrauchs ausfällt und welche CO2-Einsparungen erreichbar sind. Die Profile der Gebäude sollen sich so ergänzen, dass ein maximaler Eigennutzungsgrad erreicht werden kann. Eine größere Anzahl an verschiedenen Verbrauchern könnte zudem bessere Möglichkeiten für Demand Side Management-Maßnahmen schaffen.
Integration von aktiven Speichern
Bewertet wurde auch, in welchem Umfang der Eigennutzungsgrad von PV-Strom zusätzlich durch Langzeit-Wasserstoffspeicher (Sommer/Winter-Transfer) bzw. durch Kurzzeit-Batteriespeicher (Tag/Nacht-Ausgleich) erhöht werden kann. Dies wurde anhand von Speichersystemen des Kooperationspartners FRONIUS International GmbH analysiert. Batteriespeicher für Photovoltaik werden heute bereits am Markt angeboten, die Wasserstoffspeicherung ist hingegen noch ein visionärer Ansatz. Die FRONIUS Energiezelle im Vollausbau (Elektrolyseur und Brennstoffzelle in einer kompakten Einheit) stellt mit dem Wasserstofftank einen ganzjährigen Speicher für elektrische Energie dar.
Potenziale durch Gebäudecluster
Die Projektergebnisse zeigen, dass mittels Clusterbildung verschiedener Verbraucher die Nutzung einer Photovoltaik-Anlage gesteigert werden kann. Der Eigenverbrauch einer kleineren PV-Anlage (< 10 kW) kann durch zwei zusätzliche Verbraucher um durchschnittlich 40 % erhöht werden. Batterien und Wasserstoffspeicher können dazu beitragen, das Eigennutzungspotenzial zu erhöhen, wenn auch die Kosten noch sinken müssen, um einen ökonomischen Einsatz zu rechtfertigen. Im Bereich < 10 kWh ist die Wirtschaftlichkeit der Speicher bei heutigen Kosten noch nicht gegeben. Bei Clustern mit hohen Anteilen an Haushaltslasten ermöglicht die zusätzliche Stromspeicherung (9,6 kWh Li-Ionen Speicher) eine Erhöhung des Eigennutzungsgrads um ca. 23 %. Wasserstoffspeicher verschlechtern allerdings die Wirtschaftlichkeit des Konzepts, da die derzeit verfügbaren H2-Speicher als Saisonspeicher ausgelegt sind und damit hohe Fixkostenanteile verursachen. Die Simulationen zeigen auch, dass Demand Side Management-Lösungen zu einer Optimierung beitragen können.
Die Projektergebnisse können im zukunftsorientierten Wohnbau in den Planungsprozess einfließen. Aus Sicht der ExpertInnen empfiehlt es sich, die Gebäudenutzung sowie die Technologien für Energieerzeugung und -verbrauch schon bei der Planung optimal aneinander anzupassen.
