Eigenverbrauchsoptimierung
Eigenverbrauchsoptimierung: PV-Strom optimal nutzen
Eigenverbrauchsoptimierung sorgt dafür, dass ein Gebäude möglichst viel seines selbst erzeugten PV-Stroms direkt nutzt, statt ihn günstig ins Netz einzuspeisen und teuren Netzstrom zuzukaufen. Lüftung, Kältemaschinen und Wärmepumpen laufen gezielt dann, wenn die PV-Anlage Strom erzeugt – das Gebäude wird so selbst zum thermischen Speicher. Die Eigenverbrauchsquote steigt, der Netzbezug sinkt und die PV-Anlage amortisiert sich schneller, auch ohne dass zwingend ein Batteriespeicher nötig ist.
PV-Anlage installiert und die Stromrechnung bleibt hoch?
Eine PV-Anlage produziert dann Strom, wenn die Sonne scheint und nicht automatisch dann, wenn gerade Strom benötigt wird. Wird dieser Strom nicht selbst genutzt, bleibt meist nur die Einspeisung ins Netz, doch die Einspeisevergütung sinkt und entfällt für große Anlagen ab 100 kW Spitzenleistung ganz. Die Eigenverbrauchsquote zu steigern, wird damit zum entscheidenden Hebel. Denn:
Die Amortisationszeit einer PV-Investition verlängert sich durch teuren Netzbezug und sinkende Einspeisevergütung.
Ein Batteriespeicher erscheint als naheliegende Lösung, erfordert aber erneut hohe Investitionskosten.
Die Alternative liegt im Demand Side Management: vorhandene elektrische Verbraucher gezielt dann betreiben, wenn PV-Strom zur Verfügung steht.
Was ist die Eigenverbrauchsquote?
Die Eigenverbrauchsquote beschreibt, wie viel Prozent des selbst erzeugten Solarstroms direkt im Gebäude genutzt wird, anstatt ins öffentliche Netz eingespeist zu werden. Eine Quote von 60 Prozent bedeutet: 40 Prozent des PV-Stroms fließen ungenutzt ins Netz. Je höher die Eigenverbrauchsquote, desto besser die PV-Wirtschaftlichkeit: Denn die Eigenstromnutzung ersetzt teuren Netzstrom, während Einspeisevergütungen wirtschaftlich eine immer geringere Rolle spielen.
Vorteile einer erhöhten Eigenverbrauchsquote
Höhere Eigenstromnutzung, weniger Netzbezug
Durch die intelligente Ausrichtung von Lüftungsanlagen, Kältemaschinen und Wärmepumpen an die PV-Erzeugung lässt sich zusätzlicher PV-Strom direkt im Gebäude nutzen. Je nach vorhandener und regelbarer Anlagentechnik liegt das Optimierungspotenzial bei rund 10 bis 20 Prozent des jährlichen PV-Ertrags.
Bessere PV-Wirtschaftlichkeit
Mehr genutzter Eigenstrom bedeutet weniger Netzbezug. Das verbessert die Wirtschaftlichkeit der PV-Investition und verkürzt deren Amortisationszeit ohne zusätzliche Hardware.
Niedrigere Batteriespeicher-Investitionen
Indem ein Gebäude selbst als thermischer Energiespeicher erschlossen wird – zum Beispiel durch Vorkühlung in den Sonnenstunden –, lässt sich der Bedarf an zusätzlicher Batteriespeicherkapazität reduzieren.
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Die Eigenverbrauchsquote zu erhöhen, kann gleichzeitig dazu beitragen, Lastspitzen zu kappen und so Netzentgelte zu senken.
PV-Eigenverbrauch in 2 Schritten erhöhen
Eine höhere Eigenverbrauchsquote entsteht nicht durch eine einzelne Maßnahme. Grundlage ist immer das Zusammenspiel zwischen PV-Anlage, Gebäudetechnik und Verbrauch.
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PV-Erzeugung und Gebäudetechnik vernetzen
Mit aedifion.dynamics lassen sich Ihre Systeme unter einem gemeinsamen Ziel vernetzen. Dabei werden die vorhandenen Systeme Ihrer Gebäudeautomation genutzt, um Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik optimal zu steuern. Hierzu wird entweder die PV-Anlage als Datenquelle angebunden, an der sich die übrigen Anlagen ausrichten, oder Wechselrichter und Batteriespeicher werden als aktive Elemente integriert, um ihnen optimierte Betriebsparameter wie zeitabhängige Leistungsgrenzen direkt vorzugeben.
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Lasten flexibel am PV-Strom ausrichten
Sobald die PV-Anlage Strom erzeugt, koordiniert aedifion.dynamics die Systeme so, dass möglichst viel Strom direkt im Gebäude verbraucht wird. Das Gebäude selbst wird dabei zum thermischen Energiespeicher. Alle Einstellungen bleiben innerhalb definierter Grenzen für Temperatur, Luftqualität und Nutzungszeiten, um den Nutzerkomfort nicht zu beeinträchtigen.
„aedifion.dynamics verhält sich wie ein Steuerungssystem, das rund um die Uhr alle Gebäudekomponenten im Blick behält: Sobald die PV-Erzeugung steigt, erhöhen Wärmepumpe, Kältemaschine und Lüftungsanlage ihren Strombedarf. So nutzt das Gebäude möglichst viel Solarstrom direkt und speichert überschüssige Energie thermisch – als Wärme oder Kälte – oder in vorhandenen Batteriespeichern für später.“
Dr.-Ing. Thomas Schreiber | Teamlead Engineering & Research
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Für welche Gebäude sich Eigenverbrauchsoptimierung lohnt
Eigenverbrauchsoptimierung entfaltet den größten Nutzen in Gebäuden, die tagsüber – also in den Hauptsonnenstunden – intensiv genutzt werden: Gewerbeimmobilien, Bürogebäude, Einkaufszentren, Hotels sowie Gesundheits- und Logistikimmobilien.
Ein Potenzial-Check lohnt sich insbesondere dann, wenn
- eine PV-Anlage vorhanden ist und die Eigenverbrauchsquote unter 70 Prozent liegt.
- das Gebäude über regelbare Lüftungsanlagen, Kältemaschinen oder Wärmepumpen verfügt.
- Sollwerte über die Gebäudeautomation bis auf Raumebene schreibbar sind.
- der Arbeitspreis für Netzbezug spürbar ins Gewicht fällt.
Auch bei nur teilweise erfüllten Voraussetzungen können Optimierungspotenziale bestehen. Grundvoraussetzung ist allerdings, dass sich die relevanten Datenpunkte über offene Protokolle (z. B. BACnet, Modbus) beschreiben lassen, die die Leistung von Lüftungsanlagen, Wärmepumpen oder Kältemaschinen beeinflussen. Ein vorhandener oder geplanter Batteriespeicher kann von Vorteil sein, ist aber keine zwingende Voraussetzung.
Eigenverbrauchsquote erhöhen: Was ist realistisch?
Das Optimierungspotenzial hängt von den vorhandenen Anlagen ab. Bei einem Gebäude mit Wärmepumpe und Kältemaschine, bei dem Wärme- und Kälteverteilung umfassend geregelt werden können, liegt das zusätzliche Eigenverbrauchspotenzial typischerweise bei rund 20 Prozent des jährlichen PV-Ertrags. Sind lediglich Kältemaschine und Lüftungsanlage steuerbar, liegt das zusätzliche Eigenverbrauchspotenzial bei rund 10 Prozent des jährlichen PV-Ertrags.
Häufige Fragen
Der Eigenverbrauch lässt sich erhöhen, indem flexible Verbraucher gezielt auf die Zeiten der PV-Erzeugung ausgerichtet werden. Wärmepumpen, Kältemaschinen und Lüftungsanlagen können innerhalb definierter Grenzen so betrieben werden, dass mehr selbst erzeugter Strom direkt im Gebäude genutzt wird. Wie groß das Potenzial ist, hängt von der vorhandenen und regelbaren Anlagentechnik ab.
Eine pauschale Zielgröße gibt es nicht. Wie hoch die Eigenverbrauchsquote ausfällt, hängt unter anderem von der Größe der PV-Anlage, dem Verbrauchsprofil und den vorhandenen flexiblen Verbrauchern ab. Unter geeigneten Voraussetzungen kann sich die Eigenverbrauchsquote beispielsweise von 60 auf bis zu 70 Prozent erhöhen.
Das hängt vom Einzelfall ab. Wenn regelbare thermische Systeme vorhanden sind – Wärmepumpe, Kältemaschine, Lüftung – kann die Gebäudesteuerung einen erheblichen Teil der Speicheraufgabe übernehmen. Ein kleiner Batteriespeicher kann als Ergänzung sinnvoll sein; ein großer ist oft nicht notwendig. Auf Basis vorhandener Gebäudedaten kann aedifion aufzeigen, wie viel Speicherbedarf sich schon über den Gebäudebetrieb abdecken lässt.
Eigenverbrauchsoptimierung zielt auf die Energiemenge (kWh): Selbst erzeugter PV-Strom soll möglichst vollständig im Gebäude genutzt werden. Peak Shaving zielt auf die Leistung (kW): Lastspitzen werden gekappt, um den Leistungspreis in den Netzentgelten zu senken. Beide Ziele können sich ergänzen.
Ja. Dynamische Stromtarife koppeln den Arbeitspreis an die Börsenstrompreise. Für ihre Nutzung ist ein intelligentes Messsystem erforderlich. Zusätzlich zur Nutzung des eigenen PV-Stroms lassen sich flexible Verbraucher so gezielt in die günstigen Stunden legen. Welche Möglichkeiten konkret bestehen, hängt von den vorhandenen Anlagen, der Gebäudeautomation und dem jeweiligen Versorgervertrag ab.
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