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Nachhaltige und rentable Photovoltaikanlagen mit Eigenstromoptimierung

13. August 2019 | Nachhaltige und rentable Photovoltaikanlagen mit Eigenstromoptimierung | Reto Keller & Lukas Müller

Photovoltaikanlagen können durch die optimale Auslegung auf den Stromverbrauch der Liegenschaft und der verfügbaren Flächen bereits bei der Planung auf Eigenstrom getrimmt werden. Weitere Optimierungsmöglichkeiten sind die zusätzliche Steuerung der Verbraucher, Speicher und der Zusammenschluss mehrerer Zähler zum Eigenverbrauch. Damit wird der Eigenverbrauch weiter gesteigert und somit  die Nachhaltigkeit und Rentabilität von Photovoltaikanlagen erhöht.

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage mit dem Fokus auf die Eigenstromoptimierung besteht das Vorgehen aus drei Schritten. Im ersten Schritt wird die Anlagengrösse und Ausrichtung bestimmt, im zweiten Schritt werden die Verbraucher möglichst intelligent vernetzt und Batteriespeicher dimensioniert und im dritten Schritt kann im Falle von mehreren Mietern/Zählern der Liegenschaft ein Zusammenschluss zum Eigenverbrauch erfolgen, damit alle vom erneuerbar produzierten Strom profitieren können. Wichtig ist, dass bereits bei der Planung immer der Betrieb der Anlage im Augen behalten wird. Das betrifft die einfache Wartung der Anlage, die Überwachung des Ertrages oder die Nebenkostenabrechnung beim Zusammenschluss des Eigenverbrauchs.

Planung der PV-Anlage

In einem ersten Schritt wird anhand des Lastganges und der Ausbaupläne der Stromverbrauch der Liegenschaft analysiert. Es werden die verfügbaren Flächen betrachtet, wobei vertikale und horizontale Flächen spannend sein können. Die Photovoltaikanlage wird mittels einer detaillierten Simulation dimensioniert und dem Lastgang gegenübergestellt. Dabei resultiert eine erste Bestimmung des Eigenverbrauchs. Grundsätzlich gilt, umso kleiner eine Anlage, desto höher der Eigenverbrauch.

Abstimmen mit Verbrauchern

Der zweite Schritt beinhaltet die technische Optimierung des Eigenstromverbrauchs. Im Mittelpunkt steht die Vernetzung mit der Gebäudetechnik. Ein klassisches Beispiel ist die Vernetzung mit der Wärme- oder Kälteerzeugung, um thermische Speicher einfach zu nutzen. Bei einer Überschussproduktion der Photovoltaikanlage kann beispielsweise ein Kühlraum um einige Grad unterkühlt werden, soweit es die Qualitätsanforderungen der gelagerten Produkte zulassen. Somit kann die thermische Masse des Gebäudes und der Produkte genutzt werden. Das gleiche gilt für einen Wasser-Boiler, dessen Energieinhalt mittels Wärmepumpe angehoben werden kann. Solche Massnahmen sind steuerungstechnisch oft einfach umzusetzen. Wichtig ist, dass die Parameter der Steuerung optimal eingestellt werden und dies auch mittels Energiecontrolling und anschliessender Betriebsoptimierung nach der Installation weiter betreut wird.

Immer mehr werden auch elektrische Speicher eingesetzt. So hat etwa jeder fünfte Anlagenbesitzer einen Stromspeicher. Die Wirtschaftlichkeit ist teilweise noch nicht gegeben. Mit einem Batteriespeicher können aber zusätzliche Kriterien erfüllt werden, wie Notstromsicherheit, Peakshaving und Erhöhung der Autarkie. Der letzte Punkt bei der technischen Optimierung ist die Einbindung der Elektrofahrzeuge mit einer intelligenten Ladesteuerung, welche auch auf die Photovoltaikproduktion reagieren kann.

Zusammenschluss mit anderen Mietern und Zusammenlegen von Zählern

Der dritte Schritt ist hauptsächlich eine organisatorische Optimierung. Seit dem 1.1.2018 können Liegenschaften und sogar ganze Areale mit Photovoltaikanlagen zu einem Zusammenschluss zum Eigenverbrauch (ZEV) zusammengefasst werden. Dabei wird die Liegenschaft resp. das Areal als ein Verbraucher gegenüber dem Stromlieferanten (EVU) betrachtet. Alles innerhalb dieser Systemgrenze ist dann die Aufgabe der Besitzer. Vor dem Jahre 2018 gab es die Möglichkeit der Eigenverbrauchsgemeinschaft (EVG), wobei der Mieter die Zählerabrechnung vom EVU erhält. Solche Modelle werden auch heute noch von EVU angeboten. Der grosse Vorteil ist, dass der produzierte Strom der ganzen Liegenschaft verkauft werden kann, anstatt diesen für meist sehr wenig Geld ins Netz einzuspeisen und dem EVU zu verkaufen. Dabei profitiert der Investor der Photovoltaikanlage durch die bessere Rentabilität und die Mieter durch günstigeren und nachhaltigen Strom direkt vom Dach in der Nähe. Die Verrechnung des Stroms an die Mieter kann mit demselben System erfolgen, wie dies bereits für die Abrechnung von Wärme, Kälte und Wasser erfolgt. Es gibt dabei einige Richtlinien zu beachten, welche einem ZEV-Spezialisten aber bekannt sind. Idealerweise, wird dies gleich zusammen mit dem Energiecontrolling innerhalb eines integrierten Energiemanagements erledigt, um möglichst viele Synergien zu nutzen.

Mit diesen drei Schritten wird eine Photovoltaik nicht als eine externe Einheit betrachtet, sondern als integrierter Bestandteil der gesamten Gebäudetechnik. Diese Integration hat grosse technische und finanzielle Vorteile. Durch die erhöhte Komplexität ist es aber zentral mit Spezialisten zusammen zu arbeiten, welche die Zusammenhänge verstehen und auch im Betrieb das ganze System überwachen und optimieren können.

Wenn Sie eine PEIK-Energieberatung durchführen, wird Ihr Energieberater eine erste Abschätzung des Potentials einer PV-Anlage vornehmen und kann bei allen weiteren Schritte beraten.

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Autoren

Reto Keller

Fachbereichsleiter New Energies und Facility Services / Dipl. Ing. FH, MAppl Sc

Lukas Müller

Projektleiter New Energies / BSc FHO

Lippuner Energie- und Metallbautechnik

www.lippuner-emt.com

Quellen

Foto: Lippuner Energie- und Metallbautechnik: Christof Lippuner