Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

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Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon Student88 » 04.09.2018, 18:53

Hallo ihr lieben Mitglieder,

ich schreibe aktuell meine Masterarbeit, in der ich verschieden Energiekonzepte für eine Unternehmen simulieren soll. Ich habe die Verbrauchsdaten für Strom, Kälte und Wärme für das Jahr 2016. Es geht vor allem darum teure Stromspitzen zu glätten, durch den Einsatz verschiedene dezentraler Energieerzeugungsanlagen.


Im ersten Konzept soll das Unternehmen mit eine Photovoltaik Anlage ausgestattet werden.
- Das Unternehmen hat eine Verbrauch von 11.172,3 MWh/Jahr.
- Das Unternehmen bezieht Strom für 134€ pro MW
- Das Unternehmen befindet sich in Bremen.
- Neben den Unternehmen befindet sich ein Fläche von 60 Hektar, die auch benutzt werden könnte, da diese dem Unternehmen gehört.
- Ich simuliere das Unternehmen mit dem Programm energyPRO


Bei einer Ost/West Ausrichtung bleiben Strom spitzen bestehen, da der Verbrauch auch Abends hoch ist. Jetzt wäre die Idee Speicher ein zu setzen aber nach mehreren Recherchen, lohnt sich der Einsatz von Speicher kaum.

Fragen:
- Wie groß müsste der Speicher dimmensioniert werden so das er sinnvoll Stromspitzen abfangen kann.
- Was ist eine sinnvolle Dimensionierung der PV-Anlage.
- Bei Anlagen über der 750 kWp ist der Eigenverbrauch verboten, wenn man die EEG-Förderung bekommt.
- Ohne EEG Förderung ist das Projekt aber wenig wirtschaftlich
- An welchen Punkten kann mich orientieren

Ich habe eher daran gedacht eine Anlage von 2MW Süd zu installieren, die dann nur auf Eigenverbrauch ausgerichtet wäre.
Ich wäre für alle Tipps dankbar. Habe mich in den letzten zwei Wochen durch das EEG Chaos durchgeschlagen.

https://www.dropbox.com/s/4qt9qfmievlkf ... .xlsx?dl=0
Hier der Strombedarf im 15 Min Takt
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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon django65 » 04.09.2018, 20:35

Willkommen im Forum :)

Du überraschst uns hier ja total.

Ein Student, der sich schon mit der Materie befasst hat und nicht noch zwei tage vor Abgabe am besten eine fertige Abhandlung hier einsammeln würde :ironie:

Ich bin hier nicht der Spezialist aber im Großen und ganzen hast Du die Wirtschaftlichkeit von Speichern schon richtig erkannt.

Frage, was sind die mit weisen Linien durchsetzten Flächen an der Unterseite der Strombedarfskurven ?

Dein erstes Problem ist die, daß du bei PV keine gleichmäßigen Erträge hast. Es gibt Sommer und Winter und dann gibt es noch das Wetter, wenn gerade zur Mittagszeit Regen durchzieht oder es drei Tage am Stück regnet nützt auch ein Speicher nichts.

Könnte durch den Einsatz von einem Speicher eventuell die Spitzenlast geglättet werden um weniger Stromkosten zu haben wenn diese Spitzen geringer ausfallen? Dann würde diese Kosten den Speicher eventuell "rentabler" machen.

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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon Tobi » 04.09.2018, 20:57

Ich würde das Ganze unabhängig voneinander betrachten und die Anlage komplett auf Eigenverbrauch auslegen.
Wenn ich die Dauerkurve richtig lesen, hast du eh das ganze Jahr über mind. 700 kW oder mehr Abnahme.
Das Diagramm der Last über der Zeit ist leider etwas ungenau. Da müsste man mehr einzoomen. Ich gehe mal davon aus, dass
das Unternehmen tagsüber eher nen Bedarf von 1,3 MW hat. Arg viel mehr wird deine PV-Anlage auch nicht bringen.
Bei Strombezugskosten von 13 ct/kWh produziert die PV-Anlage jedenfalls günstiger. Wobei da eigentlich ja noch die EEG-Umlage für den Eigenverbrauch fällig ist, aber ich denke in der Größe wird man selbst dann darunter liegen.

Nun geht es eher darum, mit dem Speicher wie schon angesprochen die Spitzen zu kappen. Soweit ich weiß muss man sich da am höchsten 1/4-Stunden-Wert orientieren. Kannst du das BHKW nicht auch lastgeführt betreiben? So wie es bei Biogasanlagen gemacht wird. Doppelte Grundlast installieren um dann zu Spitzenzeiten den Strom selbst zu produzieren.
Wobei die Lastabhängigkeit deines Stromtarifs ist in deinen Angaben nicht drin? Ist doch aber gängige Praxis bei Großverbrauchern?!?

Das mit dem PV-Speicher müsste man durchrechnen.
Aber 2 MWp ist bei dem Verbrauch eine gute Hausnummer.
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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon Student88 » 05.09.2018, 00:30

Danke an euch beiden für die Antwort,

ich habe vergessen zu erwähnen, dass das Unternehmen bereits ein BHKW betreibt. Dieses deckt die gesamte Wärmegrundlast ab. Bei Bedarf wird ein Kessel zugeschaltet.

@Tobi
Tobi hat geschrieben:Ich würde das Ganze unabhängig voneinander betrachten und die Anlage komplett auf Eigenverbrauch auslegen.

So habe ich mir das auch vorgestellt. Ich habe jetzt ein wenig mit der Dimensionierung experimentiert. Mit einer 2MWp Anlage habe ich einen Ertrag von 2.352MWh und kann davon selbst 2098MW nutzen. Bei einer 1,7MWp Anlage habe ich 2.000MWh Ertrag und 1.882MWh Eigennutzung. Hab mich aber noch nicht für eine Dimensionierung entschieden.

Tobi hat geschrieben:Wobei da eigentlich ja noch die EEG-Umlage für den Eigenverbrauch fällig ist, aber ich denke in der Größe wird man selbst dann darunter liegen.

Bei einer 2MWp Anlage bin ich von 6 Ct Stromgestehungskosten ausgegangen. Es ist doch so, dass ich bei Eigennutzung nur 40% der EEG-Umlage zahlen muss? So wäre ich rein "theoretisch" bei 8,72 Ct pro kWh. Sind diese Annahmen realistisch?

Tobi hat geschrieben:Nun geht es eher darum, mit dem Speicher wie schon angesprochen die Spitzen zu kappen. Soweit ich weiß muss man sich da am höchsten 1/4-Stunden-Wert orientieren.

Der größte 1/4-Stunden-Wert liegt bei 465 kWh. Wenn ich jetzt Speicher einsetze, dann müsste ich die PV-Anlage auch neu dimensionieren, damit die 465 kWh auch vollgeladen werden können.

Tobi hat geschrieben:Kannst du das BHKW nicht auch lastgeführt betreiben? So wie es bei Biogasanlagen gemacht wird. Doppelte Grundlast installieren um dann zu Spitzenzeiten den Strom selbst zu produzieren.

Wenn ich ein zweites BHKW Lastgeführt in das System einfüge, dann habe ich viel Wärme. Dann müsste ein ausreichend groß dimensionierter Wärmespeicher her. Nächste Baustelle :). Damit könnte ich dann aber eine Absorptionskältemaschine betreiben. Solche Ideen hatte ich für die anderen Konzepte die ich entwickeln muss.

Um eine Reduzierung der EEG-Umlage auf 40% zu erhalten, muss das BHKW dann einen Monats- oder Jahresnutzungsgrad von mindestens 70 Prozent aufweisen. Ich muss dann mit den Dimensionierungen zwischen Speicher, Kältemaschine und BHKW spielen um zu sehen wie das aufgeht.

Tobi hat geschrieben:Wobei die Lastabhängigkeit deines Stromtarifs ist in deinen Angaben nicht drin? Ist doch aber gängige Praxis bei Großverbrauchern?!?

Ja das stimmt, ist auch in meinem Fall die Praxis aber leider habe ich diese Angaben nicht.


@ django65
django65 hat geschrieben: Du überraschst uns hier ja total.

Ein Student, der sich schon mit der Materie befasst hat und nicht noch zwei tage vor Abgabe am besten eine fertige Abhandlung hier einsammeln würde

Danke für das Kompliment. Zwei Tage sind es bei mir nicht aber knapp dran bin ich auch schon. Es sind noch genau 3 Wochen. Deshalb sitze ich hier auch noch um 24 Uhr :D

django65 hat geschrieben: Frage, was sind die mit weisen Linien durchsetzten Flächen an der Unterseite der Strombedarfskurven ?

Ich habe die Betroffen stellen der Strombedarfskurve näher betrachtet. Wenn ich diese Stellen in der Monat oder 7-Tage Auflösung betrachte, sehe ich keine Besonderheiten. Es ist wahrscheinlich dem Programm geschuldet

django65 hat geschrieben:Könnte durch den Einsatz von einem Speicher eventuell die Spitzenlast geglättet werden um weniger Stromkosten zu haben wenn diese Spitzen geringer ausfallen? Dann würde diese Kosten den Speicher eventuell "rentabler" machen.

Dann muss ich erst rausfinden wie viel Kosten durch die Spitzen entstehen. Wahrscheinlich bräuchte ich dann die Lastabhängigkeit des Stromtarifs, wovon Tobi gesprochen hat.


Ich habe auch etwas über stromintensive Unternehmen (ab einem Verbrauch von 10GW) gelesen, die dann von der EEG-Umlage befreit werden. Hier verstehe ich das Gesetz noch nicht. Kann ich das auf meinen Fall anwenden. Der Verbrauch würde schon mal passen.

Gute Nacht
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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon django65 » 05.09.2018, 01:24

Tobi hat geschrieben:Ich habe auch etwas über stromintensive Unternehmen (ab einem Verbrauch von 10GW) gelesen, die dann von der EEG-Umlage befreit werden. Hier verstehe ich das Gesetz noch nicht. Kann ich das auf meinen Fall anwenden. Der Verbrauch würde schon mal passen.

Gute Nacht

Mod-Edit: Art des Unternehmens auf Wunsch anonymisiert
Da kannst du dir eventuell die ganze PV sparen weil du dann eventuell deinen Strom für 5ct bekommst. :ironie:


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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon sundevil » 05.09.2018, 02:45

Wieviel kostet derbhkw-strom?

Ein zweites kleineres bhkw sollte da noch platz haben. Richtung 200-300 kw

Der deckungsgrad der wärme ist ja jetzt schon sehr hoch

Akku richtung 500kW/1MWh aber da wäre ein detailter typ.tag mal interessant.

Wue schauts bzgl. Windnutzbarkeit in der nähe aus?
8,7 KWp SO und W , TLX pro

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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon django65 » 05.09.2018, 08:25

sundevil hat geschrieben:Wue schauts bzgl. Windnutzbarkeit in der nähe aus?


Hatte ich auch erst gedacht, aber das ist ein Flughafen :!: da stellt man sich nicht große Gebäude in den Weg.

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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon einstein0 » 05.09.2018, 08:38

Student88 hat geschrieben:- Das Unternehmen hat eine Verbrauch von 11.172,3 MWh/Jahr.
- Das Unternehmen bezieht Strom für 134€ pro MW

Vergiss den Speicher, denn 13,4 Cent kannst du damit niemals unterbieten!
Möglicherweise auch nicht einmal mit einer riesigen PV-Anlage im Netzverbund... :oops:
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1 kW- Insel im Camper ohne PV! 2014: EV; Mitsubishi Imiev. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon eba » 05.09.2018, 10:12

Da sind doch einige falsche Ansätze darunter.
Der Strompreis von €138/MWh zerlegt sich in 2 Teile, dem Leistungspreis und dem Arbeitspreis
Bei Anschluß am Mittelspannungsnetz ergeben sich Kosten von ca. €130 je kWp und ca. €0,004 je kWh bei > 2500Bh
und €11 je kWp und €0,05 je kWp bei < 2500Bh.
das sind nur die Netzentgelte.
Dann die eigentlichen Stromkosten + Umlagen + Abgaben + Stromsteuer.
Bitte zerlege die Gesamtstromkosten in diese Komponenten.

a) die 2-3 MW PV-Anlage ohne EEG-Vergütung planen. Man müsste sonst eh in die Ausschreibung und dann noch Direktvermarktung. Also reine EV mit Überschusseinspeisung. Dafür gibt es den Börsenpreis-Vertrag mit örtlichen Energieversorger oder doch Direktvermarktung.
b) Zum Lastgang wie hoch ist der Leistungspreis. Der Leistungsbedarf liegt an > 2500h/a über 1,2 MW, in der Spitze bei 2MW (Werte durch BHKW bereits reduziert)
für diese 1MW sind etwa €11.000 zu entrichten, hinzu kommt das Arbeitsentgelt von 5ct/kWh.
Interessant wäre die Verbrauchsspitze 500kW die nur < 100h/a entstehen, da kann man im Jahr €5.000 einsparen.
Wahrscheinlich braucht man einen Speicher von 0,5MWh und 1MW Leistung, kostet so um die €300.000.
Bei täglichem Zyklus, geladen aus BHWK und/oder PV an 250 Tagen = 250x500kWh*0,05ct/kWh = €6250 Arbeitspreis + €5000 Leistungspreis. Das wird nicht wirschaftlich.
Tesla P85+ seit 8/13 >365.000km gefahren. PV 10 kWp an E3DC Hauskraftwerk mit 13,8kWh und Wallbox. Weitere 18kWp PV an Solaredge. Gesamt PV-Leistung 28,049kWp. Jetzt habe ich ein Jahr Zeit, wie ich weitere 1,95kWp (=6x325W) aufs Dach bekomme.
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Re: Masterarbeit Energiekonzepte für ein Unternehmen

Beitragvon PV Ndh » 05.09.2018, 10:17

Hallo,

die Befreiung von der EEG Umlage auf eingekauften Strom ist abhängig von der Stromkostenintensität des Unternehmens. Das bedeutet das Unternehmen muss ein bestimmtes Verhältnis von Stromkosten/Lohnkosten überschreiten.
Bei der eigenen Stromproduktion mit einer PV Anlage musst du beachten, das dadurch ja der Bezug logischer weise gesenkt wird. Das Unternehmen wird aber bestimmt reduzierte Netzentgelte zahlen, die höhe der Netzentgelte ist dann unter anderem davon abhängig, wie hoch die jährlichen Benutzungsstunden sind. Je höher also das Verhältnis von bezogener elektrischer Energie / Jahresspitzenlast ist desto größer die Einsparung bei den Netzentgelten. Bsp. 11172MWh / 2,36MW = 4733h oder 11172MWh / 1,7MW = 6570h.
Anbieten würde sich, zu analysieren, warum im Juli die Lastspitze entsteht. Du musst also erst mal wissen warum die Anlagen zu bestimmten Zeiten mehr verbrauchen. Im Anschluss kannst du darüber nachdenken ob es Verbraucher gibt, deren Verbrauch zeitlich verschoben werden kann.
Wo ich grade so darüber nachdenke, Drucklufterzeugung wird bestimmt ein paar hundert kW dauerhafte Last ausmachen. Könnte da nicht flüssiger Stickstoff in Spitzenlastzeiten die Verdichter kurzzeitig ersetzen? Könnte evtl. günstiger als ein Batteriespeicher sein, und Abwärme zum erwärmen des Stickstoffs steht auch oft zur Verfügung.
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