Planungshilfe für die lokale Erzeugung und Speicherung von Energie

Neubauten und Sanierungsprojekte sind oft der Auslöser für die Realisierung von Anlagen zur Nutzung von erneuerbaren Energie. Ob Solarenergie-Produktion auf dem Hausdach oder die Nutzung von Erdwärme über eine Wärmepumpe für die Gebäudeheizung – beide Fälle folgen dem Trend zur dezentralen und CO2-neutralen Energieproduktion. Der Hausbesitzer ist weiterhin auf die Anbindung an das Stromnetz angewiesen, aber die Systeme sollen so optimiert werden, dass möglichst viel erneuerbare Energie lokal eingesetzt wird.

In einem durch Swisselectric Research und dem Bundesamt für Energie geförderten Forschungsprojekt entwickeln Forscher der ETH Zürich mit dem Softwareanbieter Vela Solaris AG eine Planungshilfe, welche auch für die sich abzeichnenden Herausforderungen mit der Stromnetzstabilität Antworten liefert. Während in vielen anderen Anwendungsfällen das „Smart-Grid“ noch Zukunftsmusik ist, werden die hier präsentierten Resultate bereits heute erfolgreich eingesetzt.

Mit dem Ausbau von erneuerbaren Energiequellen steigen die Anforderungen an die Stromnetzbetreiber. Auch wenn die durchschnittliche Photovoltaik-Produktion in der Schweiz erst ein kleiner Anteil der Gesamtjahresproduktion ausmacht, verursacht die Solarenergie bei guter Witterung europaweit signifikante Mittagsspitzen.

Die in dem hier präsentierten Forschungsprojekt untersuchte Optimierung zeigt auf, dass neben der Batteriespeicherung auch die thermische Speicherung bereits heute eine realisierbare und attraktive Alternative darstellt: Ist beispielsweise eine Wärmepumpe für die Warmwasserbereitstellung im Einsatz, so kann der Eigenverbrauchsanteil der Photovoltaikanlage auch dadurch erhöht werden, dass die Wärmepumpe genau dann läuft, wenn die Solarstrom-Eigenproduktion hoch ist. Ebenso kann beispielsweise der Kühlschrank die Zeit der Spitzenproduktion nutzen. Dabei wird ein Toleranzband definiert, innerhalb dessen sich die Temperatur im Kühlschrank bewegen darf. Während der Solarstrom verfügbar ist, werden etwas tiefere Temperaturen erzeugt, dafür kann in der Zeit ohne Photovoltaik-Eigenproduktion Strom gespart werden. Wie viel beim typischen Benutzerverhalten damit eingespart werden kann, muss anhand von Simulationen berechnet werden. Mit der Planungssoftware Polysun können solche Analysen einfach durchgeführt werden.

Vela Solaris wurde 2006 gegründet und 2008 mit dem CTI Start-up Label ausgezeichnet.