Elektrische Energie


Erforschung der optimalen Dimensionierung eines Akkuspeichers mittels eines komplexen Simulationsmodells für regenerative Energiequellen im privaten Haushalt.

Research of optimal design for battery storages using a complex simulation model for the renewable energy sources in private households.

  

Nullenergie-Prinzip

Zero Energy Principle

Im Rahmen der Energiewende entsteht die Vision eines CO2-freien Lebens mit einer ebensolchen Mobilität. Im Mittel wird hierbei mithilfe regenerativer Energiequellen im privaten Haushalt mehr eigene Energie erzeugt als vom Elektroenergieversorger bezogen. Der Schlüssel hierfür ist die lokale Speicherung von photovoltaisch und/oder aus Kleinwindkraftanlagen sowie mit Klein-Blockheizkraftwerken erzeugter Elektrizität. Der Haus-Akkuspeicher spielt hier eine wichtige Rolle. Er wird während des Tages geladen, um dann in der Nacht Energie abzugeben und dazu auch das eventuell vorhandene Elektrofahrzeug zu laden. Null-Energie-Elektromobilität ist natürlich im physikalischen Sinne nicht möglich. Es ist aber, in Anlehnung an „Null-Energie-Häuser“, symbolisch gemeint im Sinne einer bilanzierten Energieautarkie. Um einen möglichst hohen Autarkiegrad zu erreichen, muss die Speicherkomponente so ausgelegt werden, dass sie die zeitlichen Phasen in denen der Verbrauch die Erzeugung übersteigt durch Einspeisung ausgleicht. Um eine möglichst optimale Dimensionierung des Akkuspeichers vornehmen zu können wurde ein komplexes Simulationsmodell erstellt. Das Simulationsmodell berechnet die Energieflüsse zwischen den unterschiedlichen Verbrauchern und Erzeugern. Daraus ableitend liefert es eine belastbare Aussage über den Grad der Unabhängigkeit eines berechneten Objektes vom elektrischen Energieversorgungsnetz, abhängig von dessen individuellen Parametern. Mithilfe der errechneten Ergebnisse kann der für das Gebäude optimale Hausakkuspeicher ermittelt werden.

Caused by the German „Energiewende“, in combination with upcoming electric mobility the vision of a CO² free life emerges. Using renewable energy sources, in the annual average private homes produce more energy than they consume. The key for enabling this is local storage of electric energy produced by photovoltaic systems, small wind turbines or cogeneration units. Therefore the use of battery storages is inevitable. It is charged during the day and supplies the household as well as the electric vehicle during the night. Zero-Energy-Electromobility is physically impossible. But following zero-energy households it is meant symbolically in terms of accounted energy self-sufficiency. To gain self-sufficiency the energy storage must be designed for supplying the household in times when consume exceeds local energy generation. For optimal design of the battery storage a complex simulation model has been developed. The model calculates flow of energy between consumers and producers. Using this information a reliable statement about the households’ degree of independence from the energy grid can be made. The results are used for designing optimal battery storage for the individual household.

Konzept_Neemo