C4.2 Einbindung in das Energiekonzept

Bereits bei der Planung eines Gebäudes ist die Entwicklung eines Energiekonzeptes Teil des Prozesses. Hierbei kann eine BIPV-Anlage nicht nur für die zukünftige Versorgung des Gebäudes mit elektrischem Strom, sondern auch in Bezug auf die später benötigte Wärme vorgesehen werden. Gerade im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit der Anlage (siehe Kapitel C2.2 Wirtschaftlichkeit) ist eine Prognose des Eigenverbrauchs und der AutarkieAutarkie Die Autarkie einer Photovoltaik-Anlage misst den Grad der Unabhängigkeit vom Energieversorger. Der Autarkiegrad ist die Menge an selbsterzeugten Strom, die Ihren Bedarf ohne Strombezug aus dem Netz deckt. Je höher der Anteil des durch die Solaranlage gedeckten Stromverbrauchs ist, desto höher ist die Autarkie zu bewerten. Diese lässt sich demnach auch durch eine Reduktion des Stromverbrauchs erhöhen. relevant. Damit diese im Betrieb hoch ausfallen, können entweder Speicher zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie eingesetzt oder Verbraucher, wie Wärmepumpen und Ladeinfrastruktur, gesteuert werden.

PV-Anlagen eignen sich im besonderen Maße zur Deckung des vor Ort benötigten Stroms. Dabei stellt der EigenverbrauchEigenverbrauch das Verhältnis des selbst verbrauchten zum gesamten erzeugten PV-Strom dar. Die Autarkie ist wiederum das Verhältnis des selbst verbrauchten PV-Stroms zum gesamten benötigten Strom. Je höher der Eigenverbrauch, umso so mehr nachhaltiger PV-Strom wird selbst genutzt. Für die Abrechnungen der Netzbetreiber werden immer Zeiträume von 15 Minuten bilanziert. Nur der in diesem Zeitraum verbrauchte PV-Strom zählt als eigenverbraucht. Wenn mehr Strom erzeugt als verbraucht wird, so wird dieser überschüssige Strom ins Netz geliefert. Im Gegensatz dazu wird zusätzlich benötigter Strom vom Netz bezogen. Von dieser zeitlichen Abhängigkeit kann man sich mit einem Speicher lösen. Dieser speichert nicht benötigten Strom solange ein, bis er benötigt wird. Dadurch wird ein verhältnismäßig teurer Netzbezug vermieden. Allerdings bedarf es für einen elektrischen Energiespeicher einer hohen Investition, sodass sich für den Anlagenbetreiber derzeit häufig kein wirtschaftlicher Vorteil ergibt.

Bei der Auswahl des Speichers gibt es mehrere Gesichtspunkte, die man beachten muss.

Der erste Faktor ist die Speicherkapazität. Diese bestimmt, wie viel Energie der Speicher aufnehmen kann. Bei der Wahl einer zu kleinen Kapazität kann ggf. nicht genug Energie zwischengespeichert werden, um in den Zeiten, in denen keine Solareinstrahlung vorliegt, eine Eigenversorgung sicherzustellen. Ein Speicher mit einer zu großen Kapazität kann wiederum seltener vollgeladen werden, was seine Rentabilität verschlechtert.

Der zweite Faktor ist die elektrische AnschlussleistungAnschlussleistung . Sie begrenzt die Energiemenge, die in einem bestimmten Zeitraum der Speicher aufnehmen oder abgeben kann. Auch hier gibt es verschiedene Größenklassen. Daher kann in der Regel auch ein kleiner Speicher in Verbindung mit einer relativ großen PV-Anlage nicht in sehr kurzer Zeit, sondern üblicherweise nur über mehrere Stunden geladen und entladen werden.

Neben dem Bedarf von elektrischer Energie gilt es auch, den Wärmebedarf zu planen. Hierbei stellt sich die Frage, wie der Wärmebedarf des Gebäudes gedeckt werden kann. So gibt es verschiedene Technologien, die Wärme mittels elektrischer Energie anstatt fossilem Energieträger erzeugen. Dazu zählen u. a. WärmepumpeWärmepumpe , Geothermieanlagen oder Heizstäbe. Durch eine Kopplung der BIPV mit der Wärmeerzeugungsanlage beispielsweise durch eine Steuerungseinheit kann die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit maximiert werden.

Zum Strombedarf durch die Wärmeversorgung wird in Zukunft auch der steigende Strombedarf der Elektromobilität das Energiekonzept eines Gebäudes beeinflussen. Hierbei kann eine BIPV-Anlage einen ebenso relevanten Beitrag für die Ladevorgänge leisten wie beim Wärmebedarf.

Diese unterschiedlichen Verbrauchssektoren lassen sich mit einem intelligenten Lastmanagement optimiert bedienen, mit dem Ziel, alle energetischen Anforderungen möglichst effektiv zu erfüllen.

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