PV-Eigenverbrauch und Stromertrag
Die Berechnung des PV-Ertrags und PV-Eigenverbrauchs erfolgt nach TFAQ der KfW mit dem Stand vom 01.08.2023 und deren Korrektur des Abschnitts 20.10 gemäß Infoletter vom 06.02.2024.
Berechnungsgrundlagen des PV-Ertrags (WG und NWG)
Die Berechnung des PV-Eigenverbrauchs und der Einspeisung ist nur dann möglich, wenn das Projekt vorher im Energieberater gerechnet wurde.
In den Energieberater-Projekten wird der monatliche bzw. jährliche elektrische Bedarf der TGA (1) ermittelt.
Dieser elektrische Bedarf (1) zusammen mit dem pauschalen Nutzerstrombedarf (2), der in ECO-CAD ausgerechnet wird, bilden die Grundlage für die Berechnung des PV-Ertrags, Eigenverbrauchs und der Einspeisung.
Die Betriebszeiten für eine Wärmepumpe und einen elektrischen Speicher, die im Endenergiebedarf (1) enthalten und relevant für die Berechnung des PV-Ertrags nach DIN V 18599-9 sind, können individuell entsprechend Betriebszeiten für die Berechnung des Eigenverbrauchs im Energieberater (3) eingestellt werden.
Der monatliche PV-Stromertrag wird in Anlehnung an DIN V 18599-9:2018-09 unter der Berücksichtigung des Standortes entsprechend der Strahlungsintensität der Klimaregion bestimmt und nicht aus der GEG-Berechnung (Referenzstandort Potsdam) des Energieberaters übernommen.
Nichtwohngebäude - Berechnung des Eigenverbrauchs, der Einspeisung und Berücksichtigung des Stromspeichers
In Nichtwohngebäuden ist für die Ermittlung des Eigennutzungsanteils von PV-Anlagen der gebäude- und standortspezifisch ermittelte Stromertrag dem Strombedarf gegenüberzustellen.
Der Abgleich erfolgt monatsweise, der jeweils kleinere Wert stellt den eigengenutzten Strom dar.
Die Einspeisung ist somit eine Differenz zwischen dem PV-Ertrag und dem Eigenverbrauch.
Der Stromspeicher wird in der Berechnung des Eigenverbrauchs nicht berücksichtigt. Allerdings wird dieser anhand der Speicherkapazität bei der LCA-Berechnung berücksichtig und fließt in die Berechnung der Module A1-A3, B4 und C4 ein.
Wohngebäude - Berechnung des Eigenverbrauchs, der Einspeisung und Berücksichtigung des Stromspeichers
Die monatliche Energiemenge einer PV-Anlage, die im Gebäude ohne Batterie genutzt wird, wird gemäß Gleichung 75 der DIN 18599-9 bestimmt.
Nach Abschnitt 20.10 der TFAQs der KfW (Stand 01.08.2023) kann die Nutzung des Batteriespeichers in einem Wohngebäude berücksichtig werden.
Die Berechnung der jährlichen Einspeisung nach der Gleichung 78 der DIN V 18599-9 verlangt einen nach Gleichung 77 ausgerechneten jährlichen Eigenverbrauch unter Berücksichtigung einer Korrektur für eine vorhandene Batterieanlage. Nach dieser Gleichung (77) muss ein Korrekturfaktor für Batteriespeicher (Gleichung 84) berücksichtigt werden. Somit ist zwar die jährliche und monatliche Berechnung des Eigenverbrauchs der PV-Anlage ohne die Berücksichtigung des Batteriefaktors möglich, jedoch nicht die jährliche Berechnung der Einspeisung.
Für die Berechnung der jährlichen Einspeisung ist der ausgerechnete jährliche Eigenverbrauch unter Berücksichtigung des Batteriespeichers notwendig (DIN V 18599-9 Abschnitt 7.4 Gleichung 78).
Das Verhältnis des Eigenverbrauchs zur Einspeisung ist für die Bilanzierung der PV-Anlage von größer Bedeutung.
Bei einem vorhandenen Batteriespeicher (Stromspeicherkapazität größer 0 kWh) entsteht Batterieverlust, der bei der Berechnung des Netzbezuges (der jährlichen Energiemenge, die aus dem öffentlichen Netz zur Deckung des Bedarfs bezogen wird) berücksichtig wird.
Die Berechnung des Batterieverlusts nach DIN V 18599-9 Abschnitt 7.4 Gleichung 85 wird unter Annahme des Systemwirkungsgrades der Lithium-Batterie nach Tabelle B6.3 der DIN V 18599-9 durchgeführt.
(Quelle: Tabelle B.3 — Standardwerte für Batteriespeicher, DIN V 18599-9:2018-09)
Im detaillierten PV-Ausdruck bei einem vorhandenen Batteriespeicher sind die berechneten Werte des Batterieverlustes sowie des Netzbezugs (nach DIN V 18599-9 Abschnitt 7.4 Gleichung 79) zu finden.
Bei der Berechnung wird der Hinterlüftungsgrad der PV-Module nach Tabelle B.1 DIN 18599-9 berücksichtigt. Derzeit wird mit “stark belüfteten oder freistehenden Modulen“ gerechnet. Eine Möglichkeit den Hinterlüftungsgrad einzustellen, wird in einer der folgenden HottCAD-Versionen bestehen.
(Quelle: Tabelle B.1 — Standardwerte für den Systemleistungsfaktor, DIN V 18599-9:2018-09)
Hinweise in Wohngebäude-Projekten
Die Einschränkungen, die durch eine Dimensionierung des PV-Generators und der Batterie entstehen, werden in Gleichung 84 DIN 18599-9 bei der Berechnung des Korrekturfaktors für die Batterie (DIN V 18599-9 Abschnitt 7.4) angesetzt.
Folgende Meldungen können gleichzeitig angezeigt werden.
Liegen die untengenannten Werte außerhalb des Gültigkeitsbereichs, sind nach den TFAQs Abschnitt 20.10 für die LCA-Berechnung die Grenzwerte anzusetzen:
"Sofern der Indikator-Wert für die Dimensionierung des PV-Generators γQ oder der Indikator-Wert für die Dimensionierung der Batterie cQ außerhalb der angegebenen Bandbreiten liegen, ist bei Überschreitung der Wert von 2,0 bzw. bei Unterschreitung der Wert von 0,2 für den jeweiligen Indikator anzusetzen. Eine Simulation des PV-Ertrags ist nicht zulässig."
Die Bilanzierung in ECO-CAD wird mit den Grenzwerten weitergeführt.
Hinweis wegen der Dimensionierung des PV-Generators
Der Hinweis wird angezeigt, wenn die Dimensionierung der PV-Anlage nicht zu dem Strombedarf des Gebäudes passt.
Korrekturmöglichkeiten (aufgrund der weiteren Berechnung mit den Grenzwerten nicht notwendig):
- Im Energieberater überprüfen, ob alle im Gebäude benötigten Anlagen erfasst sind.
- In HottCAD die Anzahl der PV-Module reduzieren beziehungsweise erhöhen. (PV-Anlage neu dimensionieren).
- In HottCAD andere PV-Module auswählen. Dabei sind die Herstellerdaten zur Peak-Leistung bei Norm-Prüfbedingungen am Anfang der Lebensdauer von Bedeutung.
Hinweis wegen der Dimensionierung des Stromspeichers
Der Hinweis tritt auf, wenn der Stromspeicher überdimensioniert ist. Eine Überdimensionierung des Stromspeichers hat keinen Einfluss auf die Berechnung des Eigenverbrauchs.
In diesem Fall wird mit einem maximalen Verhältnis von Batteriekapazität zu Strombedarf von 2 kWh/(MWh/a)) gerechnet.
Die Batterie wird nach ihrer Kapazität bilanziert. Somit steigen die Emissionen und die graue Energie bei der Herstellung, dem Austausch und der Entsorgung (Module A1-A3, B4 und C4).
Korrekturmöglichkeit:
- Die Kapazität des Stromspeichers reduzieren.
Allgemeine Hinweis wegen nicht im Energieberater vorhandener PV-Anlage
Für die korrekte Berechnung des PV-Ertrags sollten die in HottCAD erfasste PV-Anlage mit der PV-Anlage im Energieberater übereinstimmen.
Wenn im Energieberate keine PV-Anlage angelegt ist, wird der PV-Eigenverbrauch aufgrund der fehlenden monatlichen Bedarfe der TGA nur unter der Berücksichtigung des Nutzerstrombedarfs gerechnet.
Fehlende Gebäudeadresse
Entsprechend der TFAQs muss die Berechnung des PV-Ertrags sowohl für WG als auch für NWG standortbezogen durchgeführt werden. Dafür ist die Eingabe der Postleitzahl im Bereich "Projektdaten" zwingend erforderlich.
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