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Netzkompatibilität von Wohngebäuden – Entwicklung einer Bewertungsmethode

Die entwickelte Methode bewertet die Auswirkungen von Elektrizitäts-Produktion und -Verbrauch eines Gebäudes auf das angeschlossene Niederspannungsnetz.

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Ausgangslage

Gängige energetische Gebäudebewertungsmethoden bewerten Gebäude meist isoliert ohne Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit deren Umgebung. Mit der Umsetzung der Schweizer Energiestrategie 2050 ist jedoch zu erwarten, dass in Gebäuden vermehrt Anlagen (z.B. Photovoltaik, Ladestationen für Elektrofahrzeuge) installiert werden, die eine höhere Belastung des umgebenden Verteilnetzes zur Folge haben können. Im Rahmen eines gemeinsamen Projekts der Hochschulen für Technik und für Architektur, Bau und Geomatik wurde deshalb eine Methode entwickelt, die den Einfluss (die «Netzdienlichkeit») eines Gebäudes auf das angeschlossene Verteilnetz bewertet.

Fig1_Gebäude_Netzkopplung.png

Abbildung 1: Betrachtung von Gebäuden und elektrischem Netz als gekoppeltes System

Ziele

  • Definition einer Bewertungsmethode für die Netzkompatibilität eines Gebäudes («Netzdienlichkeit»)
  • Anwendung der Bewertungsmethode auf verschiedene Ortsnetze mit Gebäudeausbau-Szenarien «heute», «2035» und «2050», sowie Gebäude-Lastmanagement Methoden «Eigenverbrauchsoptimierung» und «Leistungsoptimierung»
    • Werkzeug für Architekten und Gebäudeplaner, um die Kompatibilität eines neuen Gebäudes oder einer Gebäudenachrüstung mit der lokalen Netzumgebung beurteilen und nach Möglichkeit teure Netzausbauten vermeiden zu können

    Ergebnisse

    Die entwickelte Methode quantifiziert die Auswirkungen verschiedener Eingangsgrössen (z.B. installierte PV-Leistung, Bedarf Wärmepumpe) eines Gebäudes auf die definierten Kenngrössen des Netzes (z.B. Spannungslimiten, Leitungs- und Trafobelastung). Die Summe der Bewertungen der einzelnen Kenngrössen wird in der sogenannten Netzdienlichkeit des Gebäudes zusammengefasst.

    Die Anwendung der Methode an zwei unterschiedlichen Netzen hat plausible Ergebnisse ergeben. Um die allgemeine Gültigkeit der Methode zu verifizieren sind jedoch weitere Untersuchungen an verschiedenen Verteilnetzen nötig.

    Fig2_Results.PNG

    Abbildung 2. Beispielhafte Bewertung eines Gebäudes mit Photovoltaikanlage und einfachem Lastmanagement in einem spezifischen, realen Netzgebiet, für die drei Szenarien Heute, sowie für die Jahre 2035 und 2050. Die heutige positive Gebäudebewertung verschlechtert sich bis 2050, da sich die anderen Gebäude in der Netzumgebung in dieser Zeit verändern und damit auch die Situation im Verteilnetz.

    Projekt-Information

    Kunde

    Bundesamt für Energie (BFE)

    Ausführung

    Hochschule für Technik FHNW: Institut für Elektrische Energietechnik
    Hochschule für Bau, Architektur und Geomatik FHNW: Institut Energie am Bau

    Forschungspartner

    AEW, IWB

    Dauer

    2 Jahre

    Förderung

    Bundesamt für Energie (BFE)

    Projektteam

    Hochschule für Technik FHNW: Dr. Christoph Hunziker, Thomas Keller, Luca Fankhauser, Tobias Schmocker, Prof. Dr. Nicola Schulz
    Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW: Dr. Monika Hall, Christoph SiboldBastian Burger

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