Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWSEin interaktives Online-Tool zur optimalen Planung und Auslegung von Photovoltaikanlagen hat das Fraunhofer Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) in Halle (Saale) im Auftrag der Landesenergieagentur Sachsen-Anhalt entwickelt. Das Tool ermöglicht es Unternehmen, ihre PV-Aufdachanlagen so zu gestalten, dass die erzeugte Sonnenenergie den Stromverbrauch möglichst effizient abdeckt und hohe Deckungsgrade erzielt werden.
Bei der Planung von Photovoltaikdachanlagen im gewerblichen Umfeld (Commercial & Industrial, C&I) müssen einige Aspekte berücksichtigt werden, um für eine gegebene Dachfläche und einen repräsentativen Jahresverbrauch hohe Deckungsgrade zu erzielen. Hierbei spielen unter anderem Systemgröße, Auswahl der Technologie für geeignete PV-Module und Wechselrichter, Reihenabstand sowie Neigung und Ausrichtung der Module für die Wirtschaftlichkeit der Anlage eine wichtige Rolle.
Hier setzt das vom Fraunhofer CSP entwickelte Tool an, das speziell für die PV-Installation auf Flachdächern in Sachsen-Anhalt konzipiert, innerhalb eines Jahres entwickelt und jetzt online gestellt wurde. Das Anlagendesign ermöglicht eine automatische Auslegung von PV-Varianten für Flachdächer, wobei die Gebäudeausrichtung berücksichtigt und die ideale Modulanzahl bestimmt wird. Die Systemmodellierung umfasst eine hochdetaillierte Ertragsberechnung, unter Verwendung von Open-Source-Technologien, technische Plausibilitätsprüfungen und eine Simulation für ein »typisches« Jahr PV-Nutzung. Die Optimierung erfolgt durch die automatische Bestimmung der optimalen Anlagenkonfiguration zur bestmöglichen Deckung des Jahresverbrauchs. Die grafische Benutzeroberfläche bietet die Auswahl zwischen Standard- oder individuellem Jahresverbrauch, Anpassungen durch Modulleistung, Dachfläche und Gebäudeneigung sowie die Darstellung der Jahreserträge und Deckungsgrade.
David Daßler, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe »PV-Systeme und -Integration« und Projektleiter am Fraunhofer CSP, ergänzt: »Von der Konzeptphase bis zur finalen Umsetzung haben wir das gesamte Tool entwickelt, einschließlich Aufbau, Funktionsweise und Algorithmen, Layout und Ergebnisdarstellung, unterstützt durch den Einsatz von Open-Source-Paketen. Unser Ziel war es, ein benutzerfreundliches und präzises Tool zu schaffen, das Unternehmen in Sachsen-Anhalt dabei unterstützt, einen Einstieg in eine mögliche PV-Nutzung für ihre Firma zu bekommen und ihre PV-Anlagen entsprechend ihres Jahresverbrauchs optimal zu bestimmen«.
Die Berechnung erfolgt in drei Schritten. Zunächst wird das Lastprofil hochgeladen oder ausgewählt und ggf. auf den gewünschten Gesamtverbrauch skaliert. Anschließend werden die PV-Module und die Dachfläche definiert und die Simulation gestartet. Für die Nutzung des Tools ist es von Vorteil, die Zahlen des Gesamtstromverbrauchs, z. B. des vergangenen Jahres, die Größe und Ausrichtung der Dachfläche zu kennen. Die Ergebnisse werden in Form von Verbrauchs- und Erzeugungskurven für zwei mögliche Szenarien angezeigt und können exportiert werden.
»Das neuartige Tool ist ein bedeutender Schritt in Richtung einer nachhaltigeren Energieversorgung. Es bietet Unternehmen die Möglichkeit, ihre PV-Anlagen so zu konfigurieren, dass sie den Eigenverbrauch maximieren und den Netzbezug minimieren«, ergänzt Thomas Micka, Leiter des Fachbereichs Wirtschaft bei der Landesenergieagentur Sachsen-Anhalt.