Konzeption der Simulation

Die Grundlage jeder Energiesystemanalyse bildet eine klar strukturierte Simulationskonzeption. Bevor Daten eingegeben oder Berechnungen durchgeführt werden, ist es entscheidend, die Fragestellung und die Zielsetzung der Analyse zu definieren. Darauf aufbauend werden geeignete Szenarien entwickelt, die unterschiedliche Rahmenbedingungen, Annahmen und Randparameter abbilden.

Eine durchdachte Szenarienstruktur erleichtert nicht nur den Vergleich der Ergebnisse, sondern erhöht auch die Transparenz und Nachvollziehbarkeit der Simulation. In diesem Kapitel wird beschrieben, wie ein sinnvoller Aufbau der Szenarien erfolgt und welche strategischen Überlegungen dabei helfen, konsistente und aussagekräftige Analysen zu erstellen.

Grundgedanke der Beispielsimulation

Im Rahmen des Beispiels wird gezeigt, wie sich die Integration eines elektrischen Speichers auf ein bestehendes Energiesystem auswirkt. Ziel sei es, die Auswirkungen unterschiedlicher Systemvarianten auf Energieverbrauch, Netzinteraktion und Wirtschaftlichkeit zu analysieren.

Simulationsziel:

Ziel der Simulation ist die Untersuchung unterschiedlicher Ausgestaltungen eines Energiesystems, das aus Strombedarf, Netzanschluss, einer Photovoltaikanlage (PV-Anlage) sowie einem Batteriespeicher besteht.

Im Mittelpunkt stehen folgende Fragestellungen:

• Welche Auswirkungen hat ein PV-System ohne Speicher im Vergleich zu einem PV-System mit Batteriespeicher (Kapazitäten: 200 kWh und 400 kWh)?

• Wie verändert sich das Systemverhalten, wenn zusätzlich ein dynamischer Stromhandel berücksichtigt wird?

• Welche Unterschiede ergeben sich bei der Nutzung verschiedener Stromtarifmodelle?

Szenarienaufbau

Die Simulation besteht aus mehreren Szenarien, die schrittweise erweitert werden. So kann der Einfluss einzelner Komponenten isoliert und im Zusammenspiel analysiert werden.

Szenario_0
IST- System (Nur Netzanschluss + elektrischer Bedarf)

Ziel dieses Szenarios

Abbildung des aktuellen Ist-Zustands des Energiesystems ohne erneuerbare Erzeugung und ohne Speicher. Der gesamte elektrische Bedarf wird vollständig aus dem Netz gedeckt.

Systemkomponenten und Einstellungen in der Eingabemaske

Netzanschluss elektrisch

Netzanschluss elektrisch Preiszusammensetzung

Elektrische Bedarfsdaten

Zusammenfassung des IST-Szenarios

Dieses Basisszenario bildet den reinen Netzbezug ab und dient als Vergleichsgrundlage für weitere Szenarien mit PV-Anlage, Batteriespeicher oder anderen Technologien. Es zeigt auf, wie hoch der aktuelle Energieverbrauch sowie die Netzanschlusskosten sind – und bildet somit die Referenz zur Bewertung möglicher Optimierungspotenziale.

Szenario_1
Netzanschluss + Elektrischer Bedarf + PV-Anlage

Ziel dieses Szenario

Abbildung eines Systems mit Netzanschluss und einer PV-Anlage mit Ost/West-Ausrichtung, um den Netzbezug und damit die Kosten zu reduzieren. Dieses Szenario baut auf dem IST-Zustand auf und wird ergänzt durch eine Photovoltaikanlage.

Systemkomponente und Einstellung in der Eingabemaske

Netzanschluss elektrisch

unverändert

Elektrische Bedarfsdaten

unverändert

Erneuerbare Energieerzeugung

Zusammenfassung des Szenarios

Dieses Szenario erweitert den IST-Zustand um eine PV-Anlage mit Ost/West-Ausrichtung, was zu einer breiteren Verteilung der PV-Erzeugung über den Tagesverlauf führt. Durch diese Konfiguration wird nicht nur der Eigenverbrauchsanteil erhöht, sondern auch die gleichmäßigere Netzeinspeisung gefördert, was für den Netzbetreiber vorteilhaft sein kann. Das Szenario bietet eine realitätsnahe Grundlage für die Bewertung wirtschaftlicher Vorteile durch Reduktion des Netzbezug und Einspeisung insbesondere im Vergleich zum reinen Netzbezug.

Szenario_2 / Szenario_3
Netzanschluss + Elektrischer Bedarf + PV-Anlage
+ kleiner/großer Batteriespeicher

Ziel dieses Szenario

Untersuchung eines hybriden Energiesystems mit Netzanschluss, PV-Anlage und zusätzlichem Batteriespeicher. Ziel ist es, den Eigenverbrauchsanteil weiter zu erhöhen, Lastspitzen zu reduzieren und die PV-Erzeugung besser zu nutzen.

Systemkomponente und Einstellung in der Eingabemaske

Netzanschluss elektrisch

unverändert.

Netzanschluss elektrisch Preiszusammensetzung

unverändert

Spitzenlastmanagement

Elektrische Bedarfsdaten

unverändert

Batteriespeicher

Erneuerbare Energieerzeugung

unverändert

Zusammenfassung des Szenarios

Dieses Szenario erweitert das Energiesystem um einen Batteriespeicher, der dazu beiträgt, den Eigenverbrauch zu maximieren, die Netzlast zu reduzieren und PV-Überschüsse zeitversetzt zu nutzen. Die Kombination aus PV + Speicher ist besonders effektiv in Szenarien mit hohen Strompreisen und gleichzeitig schwankendem Verbrauch.

Szenario_4 / Szenario_5
Netzanschluss + Elektrischer Bedarf + PV-Anlage
+ Batteriespeicher + Dynamischer Stromhandel

Ziel dieses Szenarios

Bewertung eines hybriden Energiesystems mit Netzanschluss, PV-Anlage, Batteriespeicher und dynamischem Stromhandel. Der Fokus liegt auf der Integration von Day-Ahead-Marktpreisen für Strombezug und Einspeisung, um zusätzliche wirtschaftliche Potenziale durch marktoptimiertes Verhalten zu erschließen.

Systemkomponente und Einstellung in der Eingabemaske

Netzanschluss elektrisch

unverändert

Netzanschluss elektrisch Preiszusammensetzung

Spitzenlastmanagement

Elektrische Bedarfsdaten

unverändert

Batteriespeicher

unverändert

Erneuerbare Energieerzeugung

unverändert

Zusammenfassung des Szenarios

Szenario_4 / Szeanrio_5 erweitern das vorherige PV+Speicher-System (Szenario_2/szenario_3) um dynamischen Stromhandel über Day-Ahead-Marktdaten.
Die Preise für Bezug und Einspeisung sind nun zeitvariabel, wodurch das System auf Preissignale reagieren kann.
Das ermöglicht neue Strategien:

• Netzbezug bei niedrigen Preisen, z. B. zur Speicherladung

• Einspeisung bei hohen Preisen, zur Erlösoptimierung

• Anreiz für Lastverschiebung und Eigenverbrauchsoptimierung

Dieses Szenario eignet sich ideal für die Bewertung der Wirtschaftlichkeit dynamischer Stromtarife, insbesondere im Zusammenhang mit Speicher- und PV-Strategien.