Mit d e m z u n e h m e n d e n Ei ns at z v o n T e c h n ol o gi e n z ur N ut z u n g er n e u er b ar er E n er gi e n i n W o h n g e b ä u d e n
st ei g e n di e N a c hfr a g e u n d di e Attr a kti vit ät v o n E n er gi e s p ei c h erl ö s u n g e n. All er di n g s w er d e n di e t e c h nis c h e n
u n d wirts c h aftli c h e n P ar a m et er f ür s ol c h e S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g s s y st e m e h ä ufi g i m R a h m e n d es
A u st a u s c h s ält er er T e c h ni k b ei R e n o vi er u n g e n u n d ni c ht a uf d er Gr u n dl a g e v o n N e u b a ut e n b er e c h n et. Zi el
di e s e s Pr oj e kt e s ist e s d a h er, a n h a n d ei n e s r e al e n F all e s i n d er Z e ntr als c h w ei z z u u nt er s u c h e n, w el c h e
A u s wir k u n g e n v er s c hi e d e n e S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g st e c h n ol o gi e n a uf d e n N e u b a u v o n G e b ä u d e n u n d di e
e nts pr e c h e n d e n t e c h nis c h e n u n d wirts c h aftli c h e n P ar a m et er h a b e n k ö n n e n. B a si er e n d a uf d e n v erf ü g b ar e n
D at e n d e s F all b eis pi els w ur d e ei n Si m ul ati o n s m o d ell mit d er Si m ul ati o n s s oft w ar e P ol y s u n e nt wi c k elt. Di e s es
Si m ul ati o n s m o d ell w ur d e wi e d er u m v er w e n d et, u m S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g st e c h n ol o gi e n i n d a s S y st e m z u
i nt e gri er e n. E s w ur d e n t e c h nis c h e u n d wirts c h aftli c h e P ar a m et er wi e d er A ut ar ki e gr a d o d er di e
G e s a mt b etri e b s k o st e n b er e c h n et. Di e Er g e b nis s e z ei g e n, d a s s gr o ß e P h ot o v olt ai k a nl a g e n mit B att eri e s p ei c h er
o d er ei n e m L at e nts p ei c h er f ür W ar m w a s s er ni c ht n ur d e n A ut ar ki e gr a d d e utli c h er h ö h e n, s o n d er n a u c h di e
G e s a mt b etri e b s k o st e n i m V er gl ei c h z u kl ei n e n P h ot o v olt ai k a nl a g e n o h n e z u s ät zli c h e n S p ei c h er s e n k e n.
D ar ü b er hi n a u s st ei g e n b ei s ol art h er mis c h e n A nl a g e n i n V er bi n d u n g mit W är m e p u m p e n mit o d er o h n e
z u s ät zli c h e n S p ei c h er di e G e s a mt b etri e b s k o st e n mit z u n e h m e n d er A nl a g e n gr ö ß e, er h ö h e n a b er i m V er gl ei c h
z u P h ot o v olt ai k a nl a g e n di e L ei st u n g s z a hl u n d di e J a hr e s ar b eits z a hl d er W är m e p u m p e n er h e bli c h. E s b e st e ht
j e d o c h n o c h w eit er er F or s c h u n g s b e d arf, i n s b e s o n d er e i m Hi n bli c k a uf di e V er ei nf a c h u n g e n, di e f ür d as
Si m ul ati o n s m o d ell v or g e n o m m e n w er d e n m u s st e n, s o wi e a uf d e n V er gl ei c h mit g e m e s s e n e n W ert e n.
Wit h t h e e v er-i n cr e a si n g a d o pti o n of r e n e w a bl e e n er g y t e c h n ol o gi e s i n r e si d e nti al b uil di n g s, t h e d e m a n d a n d
t h e attr a cti v e n e s s f or e n er g y st or a g e s ol uti o n s is i n cr e a si n g. H o w e v er, oft e n, t e c h ni c al a n d e c o n o mi c
p ar a m et er s f or s u c h st or a g e a n d g e n er ati o n s y st e ms ar e c al c ul at e d a s p art of r e pl a ci n g ol d er t e c h n ol o g y i n
r e n o v ati o n s a n d n ot b a s e d o n n e w c o n str u cti o n. T hi s h a s l e d t o t h e ai m of t his pr oj e ct, w hi c h is t o — wit h t h e
u s e of a r e al c a s e i n c e ntr al S wit z erl a n d — e x pl or e w h at eff e cts v ari o u s st or a g e a n d g e n er ati o n t e c h n ol o gi e s c a n
h a v e o n n e w b uil di n g c o n str u cti o n a n d r e s p e cti v e t e c h ni c al a n d e c o n o mi c p ar a m et er s. A si m ul ati o n m o d el h a s
b e e n d e v el o p e d, u si n g t h e si m ul ati o n s oft w ar e P ol y s u n, b a s e d o n t h e a v ail a bl e d at a of t h e c a s e. I n t ur n, t his
si m ul ati o n m o d el h a s b e e n u s e d t o i nt e gr at e st or a g e a n d g e n er ati o n t e c h n ol o gi e s i nt o t h e s y st e m. T e c h ni c al
e n d e c o n o mi c p ar a m et er s s u c h a s t h e a ut ar k y l e v el or t h e t ot al c o sts of o w n er s hi p h a v e b e e n c al c ul at e d. R e s ults
s h o w t h at g e n er all y, l ar g e p h ot o v olt ai c s y st e ms wit h b att er y st or a g e or a l at e nt st or a g e f or d o m e sti c h ot w at er
n ot o nl y si g nifi c a ntl y i n cr e as e t h e a ut ar k y l e v el, b ut als o r e d u c e t ot al c o sts of o w n er s hi p c o m p ar e d t o s m all
p h ot o v olt ai c arr a y s wit h o ut a d diti o n al st or a g e. F urt h er m or e, f or s ol ar-t h er m al s y st e m s o n c o nj u n cti o n wit h
h e at p u m p s wit h or wit h o ut a d diti o n al st or a g e, t ot al c o st s of o w n er s hi p i n cr e a s e wit h i n cr e a si n g s y st e m si z e,
h o w e v er, i n c o m p aris o n t o p h ot o v olt ai c s y st e ms t h e y gr e atl y i n cr e a s e t h e c o effi ci e nt of p erf or m a n c e a n d t h e
a n n u al p erf or m a n c e f a ct or of t h e h e at p u m p s. H o w e v er, m or e r e s e ar c h is n e e d e d, e s p e ci all y c o n si d eri n g
si m plifi c ati o n s t h at h a d t o b e m a d e f or t h e si m ul ati o n m o d el, a s w ell a s c o m p aris o n s t o m e a s ur e d v al u e s.
T e c h n o- e c o n o mi c a s s e s s m e nt of e n e r g y st o r a g e s ol uti o n s: A c a s e st u d y i n c e nt r al S wit z e rl a n d
Beschreibung
Mit d e m z u n e h m e n d e n Ei ns at z v o n T e c h n ol o gi e n z ur N ut z u n g er n e u er b ar er E n er gi e n i n W o h n g e b ä u d e n
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u n d wirts c h aftli c h e n P ar a m et er f ür s ol c h e S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g s s y st e m e h ä ufi g i m R a h m e n d es
A u st a u s c h s ält er er T e c h ni k b ei R e n o vi er u n g e n u n d ni c ht a uf d er Gr u n dl a g e v o n N e u b a ut e n b er e c h n et. Zi el
di e s e s Pr oj e kt e s ist e s d a h er, a n h a n d ei n e s r e al e n F all e s i n d er Z e ntr als c h w ei z z u u nt er s u c h e n, w el c h e
A u s wir k u n g e n v er s c hi e d e n e S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g st e c h n ol o gi e n a uf d e n N e u b a u v o n G e b ä u d e n u n d di e
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D at e n d e s F all b eis pi els w ur d e ei n Si m ul ati o n s m o d ell mit d er Si m ul ati o n s s oft w ar e P ol y s u n e nt wi c k elt. Di e s es
Si m ul ati o n s m o d ell w ur d e wi e d er u m v er w e n d et, u m S p ei c h er- u n d Er z e u g u n g st e c h n ol o gi e n i n d a s S y st e m z u
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G e s a mt b etri e b s k o st e n b er e c h n et. Di e Er g e b nis s e z ei g e n, d a s s gr o ß e P h ot o v olt ai k a nl a g e n mit B att eri e s p ei c h er
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G e s a mt b etri e b s k o st e n i m V er gl ei c h z u kl ei n e n P h ot o v olt ai k a nl a g e n o h n e z u s ät zli c h e n S p ei c h er s e n k e n.
D ar ü b er hi n a u s st ei g e n b ei s ol art h er mis c h e n A nl a g e n i n V er bi n d u n g mit W är m e p u m p e n mit o d er o h n e
z u s ät zli c h e n S p ei c h er di e G e s a mt b etri e b s k o st e n mit z u n e h m e n d er A nl a g e n gr ö ß e, er h ö h e n a b er i m V er gl ei c h
z u P h ot o v olt ai k a nl a g e n di e L ei st u n g s z a hl u n d di e J a hr e s ar b eits z a hl d er W är m e p u m p e n er h e bli c h. E s b e st e ht
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Si m ul ati o n s m o d ell v or g e n o m m e n w er d e n m u s st e n, s o wi e a uf d e n V er gl ei c h mit g e m e s s e n e n W ert e n.
Wit h t h e e v er-i n cr e a si n g a d o pti o n of r e n e w a bl e e n er g y t e c h n ol o gi e s i n r e si d e nti al b uil di n g s, t h e d e m a n d a n d
t h e attr a cti v e n e s s f or e n er g y st or a g e s ol uti o n s is i n cr e a si n g. H o w e v er, oft e n, t e c h ni c al a n d e c o n o mi c
p ar a m et er s f or s u c h st or a g e a n d g e n er ati o n s y st e ms ar e c al c ul at e d a s p art of r e pl a ci n g ol d er t e c h n ol o g y i n
r e n o v ati o n s a n d n ot b a s e d o n n e w c o n str u cti o n. T hi s h a s l e d t o t h e ai m of t his pr oj e ct, w hi c h is t o — wit h t h e
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h a v e o n n e w b uil di n g c o n str u cti o n a n d r e s p e cti v e t e c h ni c al a n d e c o n o mi c p ar a m et er s. A si m ul ati o n m o d el h a s
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si m ul ati o n m o d el h a s b e e n u s e d t o i nt e gr at e st or a g e a n d g e n er ati o n t e c h n ol o gi e s i nt o t h e s y st e m. T e c h ni c al
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s h o w t h at g e n er all y, l ar g e p h ot o v olt ai c s y st e ms wit h b att er y st or a g e or a l at e nt st or a g e f or d o m e sti c h ot w at er
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h e at p u m p s wit h or wit h o ut a d diti o n al st or a g e, t ot al c o st s of o w n er s hi p i n cr e a s e wit h i n cr e a si n g s y st e m si z e,
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