HYBRID: Optimierer

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HYBRID enthält einen einfachen Optimierer. Dieser sucht nach den minimalen Lebensdauerkosten durch Anpassung der Anlagen- und/oder Speichergrößen. Eine wichtige Rolle dabei spielt die Verwendung von Kostenmodellen für die Anlagen/Speicher und die direkte Verknüpfung von Krediten mit Anlagen und deren Skalierbarkeit mit den Investitionen. Das optimale System wird als das System mit den niedrigsten Lebensdauerkosten definiert. Dies kann zu unerwarteten Ergebnissen führen, z.B. dass eine Investition extrem erhöht wird, nur um einen geringfügigen Betrag einzusparen. Daher sollte der Optimierer als ein Werkzeug gesehen werden, das dabei hilft, die Richtungen zu bestimmen, die man in Betracht ziehen sollte, z.B.

• PV erhöhen oder Windkraft verringern
• Speichervolumen erhöhen oder Lademodul reduzieren
• ...

In einem Optimierungslauf können auch manuelle Skalierungsänderungen getestet werden, wodurch ein gewisser gesunder Menschenverstand in das Design einbezogen werden kann. Bedenken Sie auch, dass der Optimierer Kosten und Produktion linear mit der Anlagengröße skaliert. Dies ist nicht realistisch, wenn z. B. nur eine begrenzte Fläche für einen Windpark zur Verfügung steht. Das Hinzufügen zusätzlicher WEA wird auch die Nachlaufverluste erhöhen, so dass ein linearer Anstieg der Produktion mit der Anlagengröße nicht zu erwarten ist.

Oben produziert die PV-Anlage 535 MWh/Jahr und die Nachfrage beträgt 500 MWh/Jahr. Diese "Basisvariante" ist nicht realisierbar. Der Kapitalwert (NPV) ist negativ und die Lebensdauerkosten sind mit der PV-Anlage 11,4 % höher als bei "Alles importiert". Eine Herausforderung für den Optimierer wäre: Wie muss die PV-Anlage dimensioniert werden, damit das Projekt machbar ist.

Durch den Einsatz des Optimierers wird die PV-Anlage von 510 kW auf 173 kW reduziert. Die Lebensdauerkosten werden von 1261 T€ auf 1027 T€ reduziert. Wenn Sie auf OK klicken, wird die skalierte PV-Anlagengröße im Hauptfenster angezeigt und die Simulation durchgeführt:

Die simulierten Gesamtkosten für das MicroGrid sind 9,3% geringer als bei "Alles importiert". Der Kapitalwert (NPV) beträgt 68.560 € und der Interne Zinsfuß (Internal Rate of Return, IRR) 6,58%, was eine akzeptable Investition wäre.

Wird eine Speicherung die Rendite verbessern?

Ein Speicher von 50 kW mit einem Lade-/Entlademodul von 50 kW wird mit einer Standardkostenfunktion hinzugefügt. Keine Finanzierung, d. h. der Eigentümer finanziert den Speicher bar.

Jetzt werden sowohl die Größe der PV-Anlage als auch die Speicherung optimiert. Dies dauert einige Zeit und ist etwas komplexer. Das Ergebnis ist, dass der Optimierer den Speicher für zu teuer hält und mit einer optimierten Größe von 0 endet. Und die optimierte PV-Anlagengröße ist nahezu die gleiche wie zuvor:

Nun wird ein Zuschuss eingeführt. Es wird angenommen, dass 75 % der Speicherkosten als Zuschuss fließen. Dann wird der Optimierer erneut ausgeführt:

Jetzt wird der Speicher nicht mehr „wegoptimiert“. Er wird vom Optimierer minimal vergrößert (um 5%), das Lade- und Entlademodul werden stark reduziert und der PV-Park wird ebenfalls geringfügig vergrößert.

Die Kosten für das MicroGrid sowie der Kapitalwert sind nun fast die gleichen wie bei der optimierten PV-Anlage, mit 4.000 EUR geringeren Lebensdauerkosten. Es ist nicht klar, ob diese Option unter reinen Investitionsgesichtspunkten gewählt werden würde, aber sie könnte gewählt werden, da sie eine höhere Systemflexibilität und potenzielle zusätzliche Gewinne durch die Speicherung mit sich bringt - obwohl dies auch mit höheren Risiken verbunden ist. Es ist jetzt sehr schnell möglich, Änderungen zu testen, z. B. die Speichergröße zu halbieren, indem der Faktor 2 durch das Speichervolumen auf 1 geändert wird, und die Simulation erneut zu starten:

Wie man sieht, ändert dies die Kennzahlen nur geringfügig. Denken Sie daran, dass der Optimierer nur hilft, die richtige Richtung vorzugeben, nicht aber, Entscheidungen zu treffen.

Für das Beispiel zeigt die Abbildung oben, dass der Speicher zu 70 % der Zeit leer ist. Dies weist darauf hin, dass es besser wäre, einen kleineren Speicher zu verwenden. Bei der Unterstützung einer PV-Anlage in einem nordeuropäischen Land wird der Speicher aufgrund der langen Winterperiode mit sehr wenig Sonne viele Stunden leer sein.

Nur 1,9 % der Nachfrage wird aus dem Speicher bedient, 5,2 % der Produktion fließen in den Speicher.

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