Überbrückungszeit und Eigenverbrauchsquote
Dieses Kapitel beschreibt ein Verfahren, mit dem Sie Überbrückungszeit und Eigenverbrauchsquote für ein SMA Home Energy Solution mit Ersatzstromfunktion abschätzen können. Für die Batteriekapazität wird dabei ein Erfahrungswert eines typischen Ersatzstromsystems angenommen und durch die Abschätzung überprüft. Die im Beispiel angenommenen Werte zum Energiebedarf der elektrischen Verbraucher, zur Peak-Leistung der PV-Anlage und zur Batteriekapazität sind charakteristisch für ein Ersatzstromsystem in einem 1-Familien-Haus mit 4 Personen in Deutschland.
Schritt 1: Abschätzung der Eigenverbrauchsquote für ein SMA Home Energy Solution
Eingangsgrößen (Beispiel):
Peak-Leistung der PV-Anlage: 5000 Wp
Jahresenergiebedarf: 5000 kWh
Gesamte Batteriekapazität: 10000 Wh, wovon der Wechselrichter 50 % zur Zwischenspeicherung von PV-Energie nutzt.
Die nutzbare Batteriekapazität beträgt damit 5000 Wh.
Übertragen Sie die errechneten Werte in das Diagramm zur Abschätzung der Eigenverbrauchsquote.
Abschätzung Eigenverbrauchsquote mit Zwischenspeicherung
Die Abschätzung ergibt, dass die Eigenverbrauchsquote bei einem Energiemanagement mit Zwischenspeicherung ca. 60 % beträgt.
Schritt 2: Abschätzung des Energiebedarfs bei Netzausfall
Eingangsgröße:
Jahresenergiebedarf: 5000 kWh
Es ist davon auszugehen, dass bei einem Netzausfall sparsam mit elektrischer Energie umgegangen wird, z. B. durch Abschalten energieintensiver elektrischer Verbraucher. Daher kann der tägliche Energiebedarf von 13,6 kWh reduziert werden. Bei einer Reduzierung um 40% läge der Energiebedarf dieses Haushalts bei einem 24-stündigen Netzausfall dann bei ca. 8 kWh.
Schritt 3: Abschätzung der PV-Erzeugung während eines Netzausfalls
Die Peak-Leistung der PV-Anlage liegt bei 5000 Wp. Im Winter ist in Deutschland von einer Erzeugung von 0,7 kWh/kWp auszugehen. Somit ergibt sich ein Energie-Ertrag aus der PV-Erzeugung von 3,5 kWh zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang.
Schritt 4: Für Ersatzstromfunktion benötigte Batteriekapazität berechnen
Eingangsgröße:
Täglicher Energiebedarf des Haushalts: 8 kWh
Täglicher Energie-Ertrag aus der PV-Erzeugung: 3,5 kWh
Die benötigte Batteriekapazität beträgt 4,5 kWh. In Schritt 1 wurde eine Batteriekapazität von 10 kWh angenommen. Demnach werden in diesem Beispiel 45 % der Batteriekapazität als Energiereserve für den Netzausfall an einem Wintertag gebraucht.
Ergebnis
Der Default-Wert eines Sunny Island-Parameters sieht bei Bleibatterien 45 % der Batteriekapazität für die Ersatzstromfunktion bei Winterbetrieb vor. Dieser Wert liegt innerhalb des Wertebereichs von 15 % bis 60 %, in dem sich die Batteriekapazität bewegen muss ( > Batterienutzung durch den Sunny Island). Damit ist die für das SMA Home Energy Solution gewählte Batterie auch für die Ersatzstromfunktion ausreichend.
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