Optimierte Nutzung von PV, Fassade, Speicher und E-Mobilität
- Titel
- Optimierte Nutzung von PV, Fassade, Speicher und E-Mobilität
- Autor/in
- Datierung
- 10.06.2022
- Beschreibung
- Mit der Umsetzung der Energiestrategie 2050 gerät der Ausbau von erneuerbaren Energien in den Fokus. Dadurch gewinnen auch Speichermöglichkeiten an Bedeutung, welche den schwankenden Ertrag von nicht planbaren erneuerbaren Energien kompensieren sollen. Im Bereich der Mobilität zeichnet sich ab, dass der klassische Verbrennungsmotor in Zukunft von alternativen Antrieben ersetzt wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird deshalb für das Ausbildungszentrum des Auto Gewerbe Verbandes Schweiz Sektion Zentralschweiz (AGVS) in Horw, der Einsatz von Photovoltaikanlagen (PVA) auf dem Dach und an der Fassade sowie der Einsatz von Ladestationen für die E-Mobilität geprüft. Zusätzlich gilt es den Einbezug eines stationären Energiespeichers genauer zu untersuchen. Diese drei Systeme wurden mittels der Simulationssoftware «polysun» und unter Heranziehung der aktuellen Verbraucherprofile einzeln und in Kombinationsvarianten realitätsnah abgebildet und verglichen.
Aus den Ergebnissen lässt sich schliessen, dass die Ausnutzung der gesamten Dachfläche für die Photovoltaikanlage aufgrund der tiefen Stromgestehungskosten für den Eigentümer lukrativ ist. Im Hinblick auf die Energiestrategie 2050 ist es zudem sinnvoll, das volle Potenzial auszuschöpfen und keine Fläche zu verschenken. Ebenso ergibt die Aktivierung des oberen Fassadenbereichs mit einer PVA energetisch wie auch optisch Sinn.
Um den Eigenverbrauchsanteil (EVA) zu optimieren und die E-Mobilität zu fördern, ist der Ausbau von anfänglich zwei öffentlichen Ladestationen empfehlenswert. Die Anzahl kann mit der Anschlussleistung in Zukunft auf bis zu 20 Ladepunkte erhöht werden. Der Einbezug eines bidirektionalen E-Mobils kann die Lastspitzen senken sowie den EVA erhöhen. Bei optimierter Nutzung können die zusätzlichen Investitionen amortisiert werden. Die Nähe des AGVS zur Automobilbranche kann für den stationären Speicher genutzt werden. So kann mit einem Industriepartner ein Second-Life Leuchtturmprojekt initialisiert werden. Dieser Speicher ergänzt das bidirektionale E-Mobil vor allem bei dessen Abwesenheit. Der Speicher kann neben der Erhöhung des Autarkiegrades und Eigenverbrauchsanteils auch genutzt werden, um die Netzstabilität zu unterstützen. Die Simulationen haben ergeben, dass eine Lastspitzenoptimierung einer reinen Eigenverbrauchsoptimierung aus wirtschaftlicher Sicht vorgezogen werden sollte. Ein stationärer Speicher mit den heutigen Tarifen und Investitionen ist rein finanziell für den AGVS nicht lukrativ. Hier gilt es aber zu beachten, dass sich diese Rahmenbedingungen in Zukunft ändern könnten. Neben dem finanziellen Aspekt kann der AGVS mit einem Second-Life Speicher und dem bidirektionalen E-Mobil eine Vorreiterrolle übernehmen. Die Technologieförderung und die positiven Auswirkungen auf das Image gilt es anzurechnen. Des Weiteren können die Systeme für Aus- und Weiterbildungszwecke genutzt und in Zukunft erweitert werden.
The energy strategy 2050 aims to reduce Switzerland’s energy-related environmental impact while maintaining its high supply standard. Especially in the field of mobility, a shift from the conventional combustion engine to alternative technologies is to be expected. As the development of renewable energy sources has gained in momentum, the need for energy-storing systems able to compensate for the fluctuating energy supplies has become evident.
This thesis aimed to evaluate the optimal installment of photovoltaic collectors (PC) on both the roof and house-front of the training center of the Auto Gewerbe Verband Schweiz (AGVS) as well as the incorporation of charging-stations for electrically powered vehicles and a energy storage system. The three options were assessed as single-options and in combinations based on the current consumption load using the simulation software Polysun®.
A maximum utilization of the roof-space and the upper house-front for PCs is both lucrative and strategically valuable, considering the implementation of the energy strategy 2050. To optimize internal energy consumption and to promote E-mobility, we recommend the installment of two initial public charging stations with the option to expand to up to 20 in the future. The inclusion of a bi-directional E-mobile would allow to reduce peak-loads and maximize internal consumption. Regarding the energy-storage system, we recommend a lighthouse project based on second-life batteries obtained from electrically powered cars. This strategy would allow to supplement the bidirectional E-mobile in its absence, support grid-stability and optimize the share of internal consumption. The implementation of a stationary storage system is not financially lucrative but a combination of second-life system with a bidirectional E-mobile would put the AGVS in a pioneering position. In addition, the promotion of the technology itself but also its use for educational purposes could boost the public image of the AGVS.
- Mit der Umsetzung der Energiestrategie 2050 gerät der Ausbau von erneuerbaren Energien in den Fokus. Dadurch gewinnen auch Speichermöglichkeiten an Bedeutung, welche den schwankenden Ertrag von nicht planbaren erneuerbaren Energien kompensieren sollen. Im Bereich der Mobilität zeichnet sich ab, dass der klassische Verbrennungsmotor in Zukunft von alternativen Antrieben ersetzt wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird deshalb für das Ausbildungszentrum des Auto Gewerbe Verbandes Schweiz Sektion Zentralschweiz (AGVS) in Horw, der Einsatz von Photovoltaikanlagen (PVA) auf dem Dach und an der Fassade sowie der Einsatz von Ladestationen für die E-Mobilität geprüft. Zusätzlich gilt es den Einbezug eines stationären Energiespeichers genauer zu untersuchen. Diese drei Systeme wurden mittels der Simulationssoftware «polysun» und unter Heranziehung der aktuellen Verbraucherprofile einzeln und in Kombinationsvarianten realitätsnah abgebildet und verglichen.
- Urheberrechtshinweis
- Pfister Joel, Bieri Stefan, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
HSLU
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
Werk
- Titel
- Optimierte Nutzung von PV, Fassade, Speicher und E-Mobilität
- Beschreibung
- Mit der Umsetzung der Energiestrategie 2050 gerät der Ausbau von erneuerbaren Energien in den Fokus. Dadurch gewinnen auch Speichermöglichkeiten an Bedeutung, welche den schwankenden Ertrag von nicht planbaren erneuerbaren Energien kompensieren sollen. Im Bereich der Mobilität zeichnet sich ab, dass der klassische Verbrennungsmotor in Zukunft von alternativen Antrieben ersetzt wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird deshalb für das Ausbildungszentrum des Auto Gewerbe Verbandes Schweiz Sektion Zentralschweiz (AGVS) in Horw, der Einsatz von Photovoltaikanlagen (PVA) auf dem Dach und an der Fassade sowie der Einsatz von Ladestationen für die E-Mobilität geprüft. Zusätzlich gilt es den Einbezug eines stationären Energiespeichers genauer zu untersuchen. Diese drei Systeme wurden mittels der Simulationssoftware «polysun» und unter Heranziehung der aktuellen Verbraucherprofile einzeln und in Kombinationsvarianten realitätsnah abgebildet und verglichen.
Aus den Ergebnissen lässt sich schliessen, dass die Ausnutzung der gesamten Dachfläche für die Photovoltaikanlage aufgrund der tiefen Stromgestehungskosten für den Eigentümer lukrativ ist. Im Hinblick auf die Energiestrategie 2050 ist es zudem sinnvoll, das volle Potenzial auszuschöpfen und keine Fläche zu verschenken. Ebenso ergibt die Aktivierung des oberen Fassadenbereichs mit einer PVA energetisch wie auch optisch Sinn.
Um den Eigenverbrauchsanteil (EVA) zu optimieren und die E-Mobilität zu fördern, ist der Ausbau von anfänglich zwei öffentlichen Ladestationen empfehlenswert. Die Anzahl kann mit der Anschlussleistung in Zukunft auf bis zu 20 Ladepunkte erhöht werden. Der Einbezug eines bidirektionalen E-Mobils kann die Lastspitzen senken sowie den EVA erhöhen. Bei optimierter Nutzung können die zusätzlichen Investitionen amortisiert werden. Die Nähe des AGVS zur Automobilbranche kann für den stationären Speicher genutzt werden. So kann mit einem Industriepartner ein Second-Life Leuchtturmprojekt initialisiert werden. Dieser Speicher ergänzt das bidirektionale E-Mobil vor allem bei dessen Abwesenheit. Der Speicher kann neben der Erhöhung des Autarkiegrades und Eigenverbrauchsanteils auch genutzt werden, um die Netzstabilität zu unterstützen. Die Simulationen haben ergeben, dass eine Lastspitzenoptimierung einer reinen Eigenverbrauchsoptimierung aus wirtschaftlicher Sicht vorgezogen werden sollte. Ein stationärer Speicher mit den heutigen Tarifen und Investitionen ist rein finanziell für den AGVS nicht lukrativ. Hier gilt es aber zu beachten, dass sich diese Rahmenbedingungen in Zukunft ändern könnten. Neben dem finanziellen Aspekt kann der AGVS mit einem Second-Life Speicher und dem bidirektionalen E-Mobil eine Vorreiterrolle übernehmen. Die Technologieförderung und die positiven Auswirkungen auf das Image gilt es anzurechnen. Des Weiteren können die Systeme für Aus- und Weiterbildungszwecke genutzt und in Zukunft erweitert werden.
The energy strategy 2050 aims to reduce Switzerland’s energy-related environmental impact while maintaining its high supply standard. Especially in the field of mobility, a shift from the conventional combustion engine to alternative technologies is to be expected. As the development of renewable energy sources has gained in momentum, the need for energy-storing systems able to compensate for the fluctuating energy supplies has become evident.
This thesis aimed to evaluate the optimal installment of photovoltaic collectors (PC) on both the roof and house-front of the training center of the Auto Gewerbe Verband Schweiz (AGVS) as well as the incorporation of charging-stations for electrically powered vehicles and a energy storage system. The three options were assessed as single-options and in combinations based on the current consumption load using the simulation software Polysun®.
A maximum utilization of the roof-space and the upper house-front for PCs is both lucrative and strategically valuable, considering the implementation of the energy strategy 2050. To optimize internal energy consumption and to promote E-mobility, we recommend the installment of two initial public charging stations with the option to expand to up to 20 in the future. The inclusion of a bi-directional E-mobile would allow to reduce peak-loads and maximize internal consumption. Regarding the energy-storage system, we recommend a lighthouse project based on second-life batteries obtained from electrically powered cars. This strategy would allow to supplement the bidirectional E-mobile in its absence, support grid-stability and optimize the share of internal consumption. The implementation of a stationary storage system is not financially lucrative but a combination of second-life system with a bidirectional E-mobile would put the AGVS in a pioneering position. In addition, the promotion of the technology itself but also its use for educational purposes could boost the public image of the AGVS.
- Mit der Umsetzung der Energiestrategie 2050 gerät der Ausbau von erneuerbaren Energien in den Fokus. Dadurch gewinnen auch Speichermöglichkeiten an Bedeutung, welche den schwankenden Ertrag von nicht planbaren erneuerbaren Energien kompensieren sollen. Im Bereich der Mobilität zeichnet sich ab, dass der klassische Verbrennungsmotor in Zukunft von alternativen Antrieben ersetzt wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird deshalb für das Ausbildungszentrum des Auto Gewerbe Verbandes Schweiz Sektion Zentralschweiz (AGVS) in Horw, der Einsatz von Photovoltaikanlagen (PVA) auf dem Dach und an der Fassade sowie der Einsatz von Ladestationen für die E-Mobilität geprüft. Zusätzlich gilt es den Einbezug eines stationären Energiespeichers genauer zu untersuchen. Diese drei Systeme wurden mittels der Simulationssoftware «polysun» und unter Heranziehung der aktuellen Verbraucherprofile einzeln und in Kombinationsvarianten realitätsnah abgebildet und verglichen.
- Autor/in
- Externe Praxispartner
- AGVS Zentralschweiz
Ebenaustrasse 14
6048 Horw
- AGVS Zentralschweiz
- Datierung
- 10.06.2022
- Format
- 74 Seiten
- Ort
- Sprache
Rechte
- Urheberrecht
- Pfister Joel, Bieri Stefan, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Hinweis zu Rechtsgrundlagen
- Lizenzierung
- Klassifikation