Ab einem Jahresstromverbrauch von 100000 kWh erstellen Energieversorger für ihre Gewerbe- und Industriekunden üblicherweise eine Lastganganalyse. Dabei wird nicht nur der Verbrauch insgesamt erfasst, ebenso wichtig ist die Ermittlung von Lastspitzen, die das Versorgungsnetz besonders belasten. Weil der Strom nach Menge (Verbrauch) und maximaler Leistung (Lastspitze) berechnet wird, lassen sich über Lastganganalysen Optimierungspotenziale erschließen, die eine Menge Kosten einsparen können. Ein einfaches und anschauliches Beispiel: Gibt es im Betrieb mehrere Öfen, wie es in Härtereien oder Bäckereien der Fall sein kann, so lassen sich Lastspitzen erheblich reduzieren, wenn die Öfen beim Arbeitsbeginn zeitlich versetzt hochgefahren werden.
Auch im privaten Bereich gibt es Bedarf für Lastganganalysen, wenn die optimale Größe für eine PV-Anlage und einen Stromspeicher ermittelt werden soll. Dabei sind Kriterien wie eine möglichst hohe Kostenersparnis oder Autarkie die Grundlage für den Optimierungsprozess.
Seit einem guten Jahr bietet Michael Aigner, Großhändler für PV- und Speicheranlagen und Geschäftsführer von Aton Solar in Laichingen, ein kostengünstiges Messgerät für die Erstellung von individuellen Lastganganalysen an. Der Grund: Standardlastprofile für Privatkunden beziehen sich lediglich auf statistische und nicht auf gemessene Größen. Diese weichen in der Praxis oft erheblich ab, weil zum Beispiel tagsüber Angehörige im Haus sind, die kochen, backen, heimwerken oder einem stromintensiven Hobby nachgehen. „Gemeinsame Konstanten aller Haushalte gibt es außer dem durchgängig laufenden Kühlschrank nicht viele“, sagt Aigner. Deshalb lohne die individuelle Messung immer. Sie identifiziere Stromfresser, zum Beispiel die Heizplatte einer Kaffeemaschine zum Vorwärmen von Tassen. Ebenso lässt sich auch ein häufiges Takten der Heizung identifizieren, was den Verschleiß und den Primärenergieverbrauch erhöht.
Messgerät einfach nur an die Kabel anklemmen
Die Messungen erfolgen mit dem Aton Power-Meter, das etwa die Größe einer Zigarettenschachtel hat. Es wird im Zählerschrank mit Clips an die drei Phasen angeklemmt, misst alle zwölf Sekunden induktiv den Verbrauch und mittelt diese Werte jede Minute, sodass präzise Lastprotokolle entstehen.
Die minutengenaue Auswertung hilft vor allem bei der sinnvollen Auslegung von PV-Anlagen. Denn abhängig von der zeitlichen Verteilung des Verbrauchs wäre beispielsweise eine PV-Anlage besser auf dem Ost- und dem West-Dach verteilt zu installieren, wenn morgens ein signifikanter Stromverbrauch auftritt. Eine andere Variante wären PV-Module in der Fassade, die zwar keinen optimalen Jahresertrag bringen, aber dafür im Winter nennenswert Strom liefern und damit den Grad der Autarkie erhöhen. Damit sinkt über Tag auch die Lastanforderung, auf die der Energieversorger ausgerichtet sein muss.
In Verbindung mit einem Speicher erweitert sich die Komplexität der Anlagen, die individuell auf Objekt und Verbrauch zugeschnitten werden müssen, wofür eine minutiöse Verbrauchsmessung über vier Wochen Voraussetzung ist. Erfolgt die Messung im Sommer, sind auch erwartbare Werte für den Winter skalierbar, weil etwa mehr beleuchtet wird oder die Heizungspumpe läuft. Auf dieser Basis können auch die Speicher optimal dimensioniert werden.
Faustregeln für eine grobe Speicherauslegung
Wenn zum Beispiel ein Vier-Personen-Haushalt 4000 kWh pro Jahr verbraucht (knapp 11 kWh am Tag) und davon ein Drittel zu Zeiten, in denen regenerativ kein Strom produziert wird, bietet sich ein Speicher mit einer Nutzkapazität von 3,65 kWh an, der das Haus über Nacht versorgen kann. Eine Speicheranlage auf Basis von Blei-Gel-Batterien mit 7,3kWh Nennkapazität kostet brutto etwa 7900 Euro + MwSt. In diesem Preis sind Batterien, Energiemanager, Batteriewechselrichter, Sicherungen und Zählerschrank enthalten, nicht jedoch die PV-Anlage. Die Nennkapazität muss bei Blei-Batterien doppelt so hoch sein, weil sie nur zu 50 % entladen werden sollten, um eine entsprechend hohe Lebensdauer bzw. Zahl von Ladezyklen zu erreichen. Dafür bieten Blei-Akkus eine Reserve für die Notversorgung, die allerdings die Lebensdauer vermindert. Bei einer doppelten Nutzkapazität von 7,3 kWh bzw. einer Nennkapazität von 14,6 kWh kostet die Anlage nur 2000 Euro mehr, weil Batteriewechselrichter, Energiemanager und die weitere Anlagenperipherie einmalige Anschaffungen sind, die nicht von der Größe abhängen. Hier hätten die Bewohner stets noch einen Vorrat für sonnenarme Tage, was den Autarkiegrad erhöht.
Simulationsergebnisse sind eine ideale Beratungsgrundlage
„Der Umgang mit dem Messgerät und den grafisch veranschaulichten Lastgängen ermöglicht das Verständnis von komplexen Zusammenhängen“, erzählt Aigner aus seinem Erfahrungsschatz. Über die Lastkurve kann die Kurve des selbst erzeugten Stroms gelegt und mit einer Speicherkurve kombiniert werden, sodass verschiedene Szenarien simulierbar sind. Erst wenn der Kunde das Optimierungsproblem versteht, können die Solarinstallateure oder Aigners Mitarbeiter ihr Beratungs-Know-how voll entfalten.
Für Installateure bietet sich das Aton Power-Meter deshalb als gute Vermarktungshilfe an. Aigner stellt sich die Prozedur so vor, dass ein Handwerker bei seinem Kunden ein Gerät für je vier Wochen installiert. Danach liest er die Daten aus dem Logger über eine USB-Schnittstelle aus und schickt sie an Aton Solar zur Auswertung. Je nach Anforderungen des Kunden lassen sich mit dem Programm geeignete Anlagenvarianten ermitteln, die der Installateur dann seinen Kunden anbieten kann. Die zu erwartenden Autarkiegrade liefert das Simulationsprogramm natürlich gleich mit. Derzeit sei das Programm noch in der Erprobungsphase, weshalb es nur von Aton-Mitarbeitern genutzt werden kann. Nach Abschluss der Optimierungsarbeiten soll es aber auch zur Nutzung durch das Fachhandwerk freigegeben werden, so Aigner.
Die Messtechnik liegt im niedrigen Preissegment
Das Messgerät kostet 129 Euro + MwSt. Somit kann sich ein Handwerksbetrieb durchaus mehrere der Geräte leisten, um diese parallel bei seinen Kunden laufen zu lassen. So lässt sich – entsprechende Berater- und Verkäuferkompetenz vorausgesetzt – ein kontinuierlicher Auftragseingang erzielen.
Darüber hinaus legt der Preis des Gerätes auch die Möglichkeit eines direkten Verkaufs an Endkunden nahe. Diese können dann auf eigene Faust ermitteln, wann sich im Haus spezielle Verbraucher zu- oder abschalten lassen und wie hoch deren Verbrauch ist. Auch kann das Messgerät so programmiert werden, dass es ab einem bestimmten Stromverbrauch ein akustisches Signal gibt. Ein solcher Impuls sensibilisiert die Anwender, ob sich eventuell Verbraucher abschalten lassen, um den eigenen Bedarf komplett aus Eigenproduktion und Speicher bedienen zu können.
http://www.aton-solar.de
Info
Beispiel aus dem Gewerbe
Strom wird bei Gewerbekunden nach Menge (Verbrauch) und Leistung (Lastspitze) abgerechnet. Wenn ein Betrieb einen Teil seines Strombedarfs selbst erzeugen will, hängen Art und Größe einer optimalen PV-Anlage stark von den Arbeitsprozessen ab. Hierzu ein Beispiel: Ein Metallverarbeiter und ein Möbelschreiner haben Verträge für Lastspitzen bis 150kW abgeschlossen. Während der Metaller kontinuierlich 120kW braucht, weil seine Maschinen durchlaufen, geht der Holzverarbeiter ans Limit, wenn er seine Furnierpresse hochfährt. Im Mittel aber bewegt er sich bei 40kW, weil nur vereinzelt Maschinen angefahren werden. Beim Metallverarbeiter dürfte eine höhere PV-Leistung sinnvoller sein, da der Strom gleich verbraucht werden kann. Beim Schreiner hingegen wäre eine große Batteriekapazität von Vorteil, um die extremen Lastspitzen zu reduzieren. Die Beispiele zeigen, wie wichtig individuelle Betrachtungen und reale Messdaten sind.
