schäffler sinnogy ermittelt für die Stadt Freiburg das PV-Potential von 120 kommunalen Gebäuden und entwickelt eine wirtschaftlich sinnvolle Ausbaustrategie

Referenzblatt PV-Potentialstudie

Viele Kommunen stehen heute vor der großen Herausforderung der sehr ambitionierten Klimaschutzzielen und müssen oftmals zwischen sehr teuren Maßnahmen entscheiden, die den kommunalen Haushalt belasten. Photovoltaik bietet hierfür eine optimale Lösung: die sinkenden Investitionskosten der Module und die steigenden Strompreise besagen, dass PV sich aktuell fast immer rechnet. Gleichzeitig wird mit PV klimaneutraler Strom erzeugt. Nun ist es selbstverständlich nicht einfach für eine Kommune, die vielleicht dutzende oder sogar hunderte an Gebäuden verwaltet, deren gesamtes PV-Potential zu ermitteln und vor allem die Dächer zu identifizieren, die die höchste Einsparung ermöglichen. Dies war genau das Problem, vor dem die Stadt Freiburg Anfang 2018 stand. schäffler sinnogy entwickelte eine maßgebende Lösung.

Die Potentialstufen

Der erste, sehr wichtige Schritt, war es eine aussagekräftige und trotzdem verständliche Methodik zu entwickeln nach der das Potential bewertet werden kann. So entstanden die sogenannten fünf Potentialstufen. Jede der Stufen beschreibt ein unterschiedliches Potential:

  • POT 1, die globale Solareinstrahlung des Standortes,
  • POT 2, das verfügbare Potential,
  • POT 3, das realisierbare Potential,
  • POT 4, das anschließbare Potential und
  • POT 5, das direkt nutzbare Potential.

Durch die Potentialstufen ist es einfach nachzuvollziehen, wie sich das letztendlich übrige Potential (POT 5) eines Daches zusammensetzt. Auch die Begründung warum konkrete Flächen nicht verwendet werden können, sei es wegen den Windlasten, Verschattung, Statik, Sicherheit oder wegen der Begrenzung des Netzanschlusses, kann den Potentialstufen entnommen werden. Daraus kann andererseits abgeleitet werden, mit welchen Maßnahmen das bestehende PV-Potential erweitert werden kann, mit z. B. der Verstärkung des Netzanschlusses.

Die Lastganganalyse

Eine Vielzahl an Liegenschaften verfügen nicht über einen Zähler der eine reale Lastgangmessung ermöglicht. Deshalb steht man oft als Kommune, als Unternehmen aber auch als Energieberater vor der schwierigen Aufgabe einen Stromverbraucher zu charakterisieren für den nur eine jährlicher Ablesewert vorhanden ist. Bei PV ist dies besonders wichtig, weil sich unter aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen, der Eigenverbrauch von PV-Strom gegenüber der klassischen Einspeisung in das öffentliche Netz deutlich mehr lohnt. Zur Prüfung des Eigenverbrauchs wird der Erzeugungsgang der PV-Anlage mit dem Lastgang des Verbrauchers verglichen. Daher muss dieser Verbraucher selbstverständlich genau definiert sein.

Das Problem wurde für die Stadt Freiburg durch eine Lastganganalyse gelöst. Einerseits wurden für alle Liegenschaften Vor-Ort-Begehungen durchgeführt in dessen Rahmen die elektrischen Verbraucher identifiziert wurden, sowohl die Lasten als auch die Nutzungszeiten. Andererseits war an einigen Stromanschlusspunkten reale Lastgangmessungen möglich, dessen Daten ermittelt wurden. Im ersten Schritt der Lastganganalyse wurden die vorhandenen Lastgänge analysiert und verglichen. Es konnte klar erkannt werden, dass bestimmte Lastgänge ähnliche Profile vorwiesen, hauptsächlich was das Lastverhalten nachts, an Wochenenden, an Ferientagen und an Nachmittagen angeht. Somit wurden die Lastgänge in sechs Kategorien gruppiert und pro Gruppe ein repräsentatives Lastprofil erstellt. Der zweite Schritt der Lastganganalyse bestand darin, herauszufinden warum die sechs repräsentative Lastprofile ihr jeweiliges Lastverhalten hatten. Die Informationen aus den Vor-Ort-Begehungen waren hierfür grundlegend. Somit konnte beispielweise die hohe Grundlast der Lastprofils LP-I auf einen Kühlraum, ein großes Lüftungsgerät oder auf die Beleuchtung einer Tiefgarage zurückgeführt werden.

Das Ergebnis der Lastganganalyse sind sechs deutlich differenzierte repräsentative Lastprofile, welche andererseits sehr klar durch bestimmte Nutzungszeiten der Gebäude und durch elektrische Verbraucher charakterisiert sind.

Die repräsentativen Lastprofile können nun für Gebäude und Liegenschaften angewandt werden, für die keine realen Lastgänge vorhanden sind. Somit konnten auch die Liegenschaften der Stadt Freiburg simuliert und deren Eigennutzung des PV-Stromes ermittelt werden.

Ein Projekt in zwei Phasen

In der ersten Phase des Projekts wurde das PV-Potential von 37 Liegenschaften mit ca. 120 Gebäuden untersucht. Dazu gehören die Potentialabschätzung für den Eigenverbrauch, Kosten, Wirtschaftlichkeit und CO2-Einsparung.

In einer zweiten Phase wurde eine wirtschaftliche Ausbaustrategie mit Empfehlungen entwickelt, mit u.a. Ausbauplan, Planungs- und Finanzierungsbedarf, Nutzung der PV-Überschüsse, Konzept für Messung und Betriebsüberwachung.