Prognose des Direktnutzungsgrads bei solarer Stromerzeugung- Simulation von PV-Ertrag und Lastgang für private Haushalte

Abstract

Diese Master Thesis beschreibt die Entwicklung eines Programms zur Prognose des Direktver-brauchs von Photovoltaikstrom in privaten Haushalten. Das auf Basis von Microsoft Excel 2007 erstellte Programm simuliert sowohl den PV-Ertrag als auch den Haushaltslastgang in 15-minütiger Auflösung. Für die Simulation des PV-Ertrags wurden Einstrahlungsdaten auf die horizontale Ebene eines typischen Jahres am Standort Schlotheim von der Firma Meteotest verwendet. Ausgehend davon wurde die Einstrahlung auf die Modulebene bei beliebiger Neigung und Ausrichtung der PV-Anlage nach Hay modelliert. Abschließend folgte, ausgehend von den Strahlungsdaten, mit einem an Häberlin angelehnten Ansatz, die Bestimmung des PV-Ertrags. Der Lastgang eines Haushalts wurde, nach Abwägung der Alternativen, über ein stochastisches Modell generiert. Hierfür wurden statistische Daten zur Geräteausstattung, Benutzungshäufigkeit, Nutzungsuhrzeit verwendet und, wenn nötig, durch eigene Annahmen ergänzt. Für den Großteil der simulierten Geräte standen gemessene Lastgänge zur Verfügung. Für Geräte ohne festes Verbrauchsprofil wurden stochastische Lastgänge simuliert. Vor Verwendung der Ergebnisse sind die beiden Teilsimulationen verschiedenen Prüfungen unterzogen worden. Hierbei konnte gezeigt werden, dass ihre Ergebnisse eine plausible Simula-tion der realen (statistischen) Begebenheiten darstellen. Das Ergebnis der Simulation ist eine Kurve des Direktnutzungsgrads über den solaren Deckungsgrad. Diese Darstellung wurde gewählt, um die Ergebnisse näherungsweise unabhängig vom Standort der PV-Anlage darzustellen. Anhand der Datenpunkte dieser Kurven können Näherungsfunktionen für jede Kurve ermittelt werden. Das im Rahmen dieser Master Thesis gesteckte Ziel, die Prognose des Direktnutzungsgrads, ist anhand dieser Funktionen möglich. Eine Implementierung in das Onlineplanungstool Centrocheck ist aufgrund der abgeleiteten Funktionen schnell umsetzbar. Die Beachtung der Verhaltensweise verschiedener Haushaltstypen ermöglicht eine für Endkun-den bisher einzigartige Prognose. Die Centrosolar AG kann ihren Kunden dadurch einen Service bieten, den bisher kein Wettbewerber zur Verfügung stellt. In einem härter werdenden Marktum-feld ist dieser Service ein wichtiger Baustein um sich von Mitbewerbern abzuheben.