umwandlungs

Einbindung von Solar- und Windkraft-Anlagen in dezentrale Energieversorgungssysteme
mit zunehmendem Stromertrag die Netzeinspeisung, was den lokalen Nutzungsgrad (NGen-loB)
reduziert. Man beachte in diesem Zusammenhang die unterschiedlichen Skalenwerte des lokalen
Nutzungsgrades in den Abbildungen 6-3 und 6-4 bei den einzelnen Varianten.
Bei stromgeführter Betriebsweise und bei autarker Elektrizitätsversorgung (Var. 11) kann der
lokale Nutzungsgrad für diese Simulationen kein lokales Optimum aufweisen, weil die dezentral
bereitgestellten Endenergien bei gegebenem Verbrauchsprofil nahezu vollständig genutzt
werden. Es wird lediglich der Brennstoffbedarf minimiert.
Die energetischen Nutzungsgrade sinken generell mit Einbeziehung der Solarthermie, die zwar
zur Substitution des Brennstoffes beiträgt, aber infolge der Langzeitspeicherung auch höhere
thermische Verluste impliziert. Andererseits verschiebt sich das optimale Photovoltaik-
Windkraft-Verhältnis zu höheren Leistungsparametern hin.
Die Nutzungsgrade, welche sich getrennt auf die Elektrizität und die Wärme beziehen sind dem
Anhang zu entnehmen.
6.2. Exergetische Bewertungskennzahlen
In Analogie zu den energetischen Nutzungsgraden werden nachfolgend die exergetischen
Nutzungsgrade dargestellt. Sie wurden ebenfalls im Punkt 4.3.2.2. festgelegt und berücksichtigen
die unterschiedlichen Qualitäten von thermischer und elektrischer Energie. Das hat zur Folge,
daß – im Gegensatz zum energetischen Nutzungsgrad – der nominelle Anteil der thermischen
Energie zurückgeht. Das betrifft vor allem den Verbrauch an thermischer Energie und die
Energiebereitstellung der Solarthermie, wogegen die elektrische Energie der Exergie und die
Brennstoffenergie annähernd der Brennstoffexergie entsprechen. Demzufolge sind die exergetischen
Nutzungsgrade deutlich geringer als die energetischen Nutzungsgrade (Abbildung 6-5).
Jahresnutzungsgrad [Prozent]
70
60
50
40
30
20
10
0
1b -
Kessel
3b -
BHKW
wg
hoher Heizenergiebedarf niedriger Heizenergiebedarf
3b -
BHKW
wg,reg
5b -
BHKW
mg
7b -
BHKW
dg
9b -
BHKW
sg
9b -
BHKW
sg,reg
2b -
Kessel
– 109 –
4b -
BHKW
wg
Simulationsvariante
4b -
BHKW
wg,reg
6b -
BHKW
mg
8b -
BHKW
dg
10b -
BHKW
sg
10b -
BHKW
sg,reg
11b -
BHKW
sg,aut
NGen-PE NGen-fos NGen-loB NGen-Bau
NGen-PE ohne LSp NGen-fos ohne LSp NGen-loB ohne LSp NGen-Bau ohne LSp
11b -
BHKW
sg,aut,reg
Abbildung 6-5: Exergetische Bewertungskennzahlen mit und ohne Langzeitspeicher für die BHKW-Wärme (Var.
7-11) sowie mit der berechneten Variante eines wärmegeführten Blockheizkraftwerkes mit
Regenerativkomponenten zur Strombereitstellung („reg“=459kWP PV / 460 kW Wind). Die vier
Punkte pro Var. repräsentieren die Simulationen ohne und mit Solarthermie (2250 m², 4500 m²
und 6750 m²).