Vergleich eigenverbrauchsoptimierender Operationsstrategien für PV-Speichersysteme

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Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass die Nutzung von PV-Anlagen mit Energiespeichern auf dem heutigen Stand der Technik finanziell nicht rentabel ist. Bei weiter steigenden Strompreisen und der Weiterentwicklung von Energiespeichern wird jedoch ein lukrativer Einsatz von PV-Speichersystemen in naher Zukunft prognostiziert. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Rentabilität dieser Systeme liegt in der Optimierung der Operationsstrategie des Energiespeichers. Hierfür wurden neun verschiedene Operationsstrategien untersucht. Diese wurden in SimSES, einem in Matlab geschriebenen Tool zur Simulation von stationären Energiespeichern, implementiert und simuliert. Dafür wurde ein einjähriges Standardlastprofil für Haushalte, ein PV-Erzeugerprofil aus Falkenstein in der Oberpfalz der Jahre 2007 bis 2012 und die Parameter eines Prototypen eines Ortsnetzspeichers verwendet. Anhand der Simulationsergebnisse wurde ein Vergleich sowie eine Bewertung der implementierten Operationsstrategien erstellt. Bewertungskriterien sind der Eigenverbrauchsanteil, die Rate der Abregelungsverluste sowie die Stromkosten abzüglich der Einspeisevergütung. Unter der Voraussetzung einer perfekten Wetterprognose wurden mit der Operationsstrategie self consumption optimum avoiding curtailment losses die besten Ergebnisse erzielt. Für einen prognoseunabhängigen Betrieb des PV Speichersystems wurden, trotz hoher Abregelungsverluste, die besten Ergebnisse mit der Operationsstrategie greedy erzielt. Einen Kompromiss bietet die Operationsstrategie feed-in damping mit guten Ergebnissen für sämtliche Bewertungskriterien. Die für die Funktionsweise dieser Operationsstrategie erforderliche zeitliche Vorhersage des Sonnenuntergangs ist mit überschaubarem Aufwand und hoher Präzision möglich. Aufgrund saisonaler Abhängigkeit der Bewertung einiger der Operationsstrategien ist eine Optimierung der Wirtschaftlichkeit eines PV-Speichersystems durch einen hybriden Betrieb mit zwei oder mehr Operationsstrategien vorstellbar. Die Frage, ob die Nutzung eines Energiespeichers für PV-Anlagenbesitzer mit den untersuchten Operationsstrategien wirtschaftlich rentabel ist, konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht beantwortet werden.