Entwicklungs- und Marktpotenziale photovoltaischer Anlagen zur Integration in Ener-gieversorgungsanlagen von Wohngebäuden.

Abstract

Das Ziel dieser Masterarbeit war es, die Entwicklungs- und Marktpotenziale photovolta-ischer Anlagen zur Integration in Energieversorgungsanlagen von Wohngebäuden zu untersuchen. Dazu wurden die Gebäude und Anlagentechnik unter den aktuellen ge-setzlichen Rahmenbedingungen betrachtet. In Anlehnung an die VDI 4655 wurden die Referenzlastprofile für den Strombedarf, den Trinkwarmwasserbedarf und den Hei-zungswärmebedarf für ein Referenzgebäude ermittelt. Anschließend wurden diese Da-ten dem PV-Ertragsprofil gegenübergestellt und die möglichen PV-Deckungsanteile er-rechnet. Mittels dieser Deckungsanteile wurde für die gängigen Energieversorgungsan-lagen eine ökonomische Betrachtung durchgeführt und deren Einsatzmöglichkeiten ermittelt. Die Ergebnisse ergaben, dass PV-Anlagen sich im Bestand zur Deckung des Strombedarfes ökonomisch einsetzten lassen. Die Einbindung der PV-Anlagen in Energieversorgungsanlagen von Wohngebäuden mittels Elektroheizstab ist zum aktu-ellen Zeitpunkt nicht ökonomisch realisierbar und wird unter den prognostizierten Ener-giepreisen bis zum Jahr 2024 auch nicht wirtschaftlich. Mit steigenden Energiepreisen ist nach dem Erreichen der Öl-/Gas-Parität zu den Stromgestehungskosten einer PV-Anlage mit einem wirtschaftlichen Betrieb zu rechnen. Die Betrachtung der PV-Anlage in Kombination mit einer Wärmepumpe weist ein sehr großes Potenzial auf. Diese Kombination kann in der heutigen Zeit bereits wirtschaftlicher als eine Gasheizungs- und Solaranlage betrieben werden. Mit der weiteren Degression der Einspeisevergü-tung sowie dem Erreichen der Fördergrenze für die Einspeisung des PV-Stromes in das Stromnetz wird die Kombination der Wärmepumpen- und PV-Anlage zur ökono-mischsten Anlagentechnik für das Referenzgebäude. Mit elektrischem Speicher könnte der Eigenstromverbrauch erhöht werden. Jedoch stehen dem wirtschaftlichen Speicherbetrieb derzeit noch zu hohe Investitionskosten gegenüber.

The aim of this thesis was to investigate the development and market potential of photovoltaic installations for the integration of energy supply systems within residential buildings. In order to do this the buildings and systems technology were examined ac-cording to the current legal framework. Regarding the VDI 4655, the load profile refer-ence for electricity demand, the demand for warm drinkable water and the heating of the reference building was determined. Subsequently, this data was compared to the PV-performance profile and the possible coverage proportion was calculated. Using these coverage proportions, a consideration of the economics of the current energy supply systems was carried out and their potential applications established. The results showed that PV-installations can be used economically to secure the demand for elec-tricity in existing buildings. Incorporating PV-installations into the energy supply sys-tems of residential buildings using electric heating rods is, at present, not economically feasible and considering the predicted energy prices, will not be so until 2024. With ris-ing energy prices a cost effective operation could be assumed when parity between oil/gas and electricity production costs of a PV-system has been reached. An analysis of the PV-system in combination with a heat pump shows great potential. At present, this combination can already operate more economically than a gas heating and solar installation. When a further degression of the feed-in remuneration, as well as when the subsidy cap for feeding-in PV-electricity into the grid has been reached, the combina-tion of heat pump and PV-installation will become the most economical installation technology for the reference building. The own power consumption of electricity can be increased with electric storage. How-ever, the present economics of storage facilities are hampered by high investment costs.