Flexibilitätsoptionen in Bochumer Stadtquartier sorgen für Photovoltaik-Eigenverbrauchsquote von fast 80 Prozent

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Das untersuchte Quartier im Bochumer Stadtteil Weitmar besteht aus 13 Gebäuden mit insgesamt 81 Wohnungen. Auf den Dächern sind Photovoltaik-Anlagen mit einer Leistung von zusammen 228 Kilowatt installiert. Dazu kommt ein Batteriespeicher mit einer Kapazität von 154 Kilowattstunden. Zudem gibt es zwei Ladepunkte mit je 22 Kilowatt Leistung. Die Wärmeversorgung erfolgt über ein Nahwärmenetz, das von zwei Erdgas-Brennwertkessel, zwei Luftwärmepumpen und eine Erdwärmepumpe gespeist werden kann.

Ein Forscherteam des Exzellenzclusters Integrierte Energiesysteme CINES unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB hat nun anhand von drei Szenarien untersucht, wie sich die solare Eigenverbrauchsquote im Quartier durch das Ausschöpfen von Flexibilitätspotenzialen erhöhen lässt.

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass sich die Eigenverbrauchsquote bereits durch den einfachen Zusammenschluss mehrerer Gebäude zu einem Quartier erhöhen lässt – ohne dass der Verbrauch gesteuert wird. Bei Nutzung aller Flexibilitäten, vom Batteriespeicher über die Wärmepumpen bis hin zu den Ladepunkten, ist ein Eigenverbrauch von fast 80 Prozent möglich.

Die Analyse macht auch deutlich, dass der Einsatz der Flexibilitäten netzdienlich gestaltet werden kann, ohne Abstriche bei solarem Eigenverbrauch und auch anderer untersuchter Parameter wie CO2-Emissionen und Primärenergieverbrauch machen zu müssen. So könnten Vorteile für das vorgelagerte Energiesystem gewonnen werden, schreiben die Forscher, da beispielsweise dessen Integrationsfähigkeit von Erneuerbare-Anlagen erhöht wird.

Wärmesystem ist Schlüssel zum Eigenverbrauch

Die Wissenschaftler betonen auch, dass die Ausgestaltung der thermischen Quartiersversorgung großen Einfluss auf Eigen- und Primärenergieverbrauch sowie Emissionen hat. So könnten im Szenario eines vorrangigen Betriebs der Wärmepumpen anstelle der Erdgas-Kesse auch bei dem derzeitigen Strommix am meisten CO2-Emissionen und Primärenergie eingespart werden, obwohl dies mit einem erhöhten Strombezug aus dem öffentlichen Netz einhergeht. Dies verdeutliche zudem die Notwendigkeit einer sektorenübergreifenden Betrachtung anstelle einer rein elektrisch-fokussierten Bilanzierung.

Das Forscherteam weist darauf hin, dass Versorgungskonzepte mit Nutzung von Flexibilitätsoptionen zur Erhöhung des solaren Eigenverbrauchs wegen der regulatorischen Rahmenbedingungen derzeit ausschließlich innerhalb einzelner Gebäude wie Einfamilienhäusern umgesetzt werden. Ein überwiegender Teil der Bürger, vor allem Mieter, ist davon also ausgeschlossen.

„Quartiere, die sektorenübergreifend Flexibilitätsoptionen und erneuerbare Energien vor Ort nutzen, schaffen langfristige Preisstabilität für Bewohner, reduzieren den lokalen CO2-Footprint und entlasten mit der passenden Betriebsführungsstrategie das vorgelagerte Energiesystem“, sagt Sebastian Flemming, wissenschaftlicher Projektleiter der Studie vom Fraunhofer IOSB-AST. Sie seien eine wichtige Ergänzung für die Energiewende und schaffen bei geeigneter Regulatorik Anreize und Mitgestaltungsmöglichkeiten für Bürger auf dem Weg zu einem klimaneutralen Gesamtenergiesystem und damit auch zu einem schnelleren Umstieg auf Erneuerbare.

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