Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von Haushaltsspeichern und realdatengestützte Untersuchung des elektrischen Eigenverbrauchs von PV-Strom

Im Jahr 2014 lieferten Erneuerbare Energien bereits mehr als ein Viertel der Bruttostromerzeugung, wovon wiederum rund 22 % auf Photovoltaik-Anlagen entfielen. Diese Technologie ist von einer hohen Dezentralität geprägt. Von den ca. 1,4 Millionen Anlagen in Deutschland sind ca. 97 % in der Niederspannung angeschlossen – das entspricht ca. 80 % der installierten Leistung. Mit den sinkenden Einspeisevergütungen für Photovoltaik-Strom rückt der elektrische Eigenverbrauch in den Fokus der Anwendung. Jedoch sind die Leistungsprofile der Erzeugung und vor allem des Verbrauchs hoch volatil. Dies erfordert kurze Zeitintervalle bei der Messung bzw. bei der Simulation der elektrischen Leistungen, wenn diese realitätsnah abgebildet werden sollen. Smart-Meter sind prinzipiell zu solchen Messungen fähig, jedoch ist die Datenerfassung und Übertragung nicht trivial. Zu berücksichtigen sind die regulatorischen Vorgaben, die vorhandene Infrastruktur für Datenkommunikation, ihre Sicherheit und Zuverlässigkeit, die Akzeptanz der beteiligten Haushalte oder sonstigen Endkunden sowie die Kosten. Im Projekt Smart Grid Solar werden seit November 2014 in einem ländlich geprägten Ortsteil der Stadt Hof mit hoher PV-Durchdringung über 30 Smart-Meter in sehr kurzen Messintervallen von 15 Sekunden ausgelesen. Die 12 erfassten PV-Anlagen weisen eine hohe Vielfalt an Ausrichtungen auf, welche es ermöglicht, deren Auswirkung auf den Eigenverbrauch zu untersuchen. Gleichzeitig werden Erkenntnisse darüber gewonnen, wie stark die Werte für Eigenverbrauch abweichen, wenn längere Zeitintervalle als 15 Sekunden als Grundlage der Berechnung dienen. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass sich der Fehler bei der Betrachtung von 15 min- Intervallen bereits auf 5 – 10 % beläuft. Zusätzlich wurde in einer detaillierten techno-ökonomischen Betrachtung die Wirtschaftlichkeit verschiedener elektrischen Solarspeicher-Systeme untersucht. Alle notwendigen technischen Parameter und die aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen sowie die Preisgestaltung der Komponenten wurden berücksichtigt, inklusive einer Abschätzung der Genauigkeit anhand einer Monte-Carlo-Simulation. Das Model zeigt, dass unter aktuellen Bedingungen PV-Anlagen wirtschaftlich sind und die optimale Anlagengröße sich zu kleinen Leistungen hin verschiebt. Selbst die günstigsten Speicher reduzieren hingegen im Moment noch die Rendite.