Stadtwerke, Energieberater*innen, Forschungseinrichtungen und Projektentwickler*innen nutzen häufig Standardlastprofile für die genaue Auslegung von Gebäudeenergiesystemen und Stromnetzen sowie zur Entwicklung von Regelungskonzepten. Die Anwendungen reichen von der Versorgungsplanung für ganze Wohngebiete über die Entwicklung von Regelstrategien für PV-Wärmepumpensysteme bis hin zur individuellen Berechnung der möglichen Eigenverbrauchsquote von PV-Systemen mit Elektrofahrzeugen im Einfamilienhaus. In vielen Fällen sind hohe zeitliche Auflösungen zur Abbildung von Lastspitzen und zur Berücksichtigung unterschiedlichen Nutzerverhaltens notwendig.

Für alle diese Anwendungsfälle bietet synPRO wissenschaftlich validierteProfile. Die Qualität wird von unseren Wissenschaftler*innen des Fraunhofer ISE durch den kontinuierlichen Abgleich mit Feldtest-Ergebnissen sowie Standard- und Referenzlastprofilen sichergestellt. Die Einbindung von gerätespezifischen Einzelprofilen und die Berücksichtigung von Nutzergruppen mit charakteristischem Energiekonsumverhalten ermöglicht eine hervorragende Adaptierbarkeit der Profile an projekteigene Anforderungen. Die hohe Repräsentativität und zeitliche Auflösung garantieren belastbare Aussagen der Simulationen und Analysen.

Das Fraunhofer ISE erzeugt individualisierte, elektrische und thermische Lastprofile mit hoher zeitlicher Auflösung für die Energiewirtschaft:

Sie sind...

Photovoltaik-Kraftwerk
Photovoltaik-Kraftwerk – © Fraunhofer ISE

Aufgrund sinkender Margen im klassischen Stromvertrieb investieren Energieversorger*innen zunehmend in neue Geschäftsfelder. Im Mittelpunkt stehen Energiedienstleistungen, wie die Projektierung dezentraler Energieanlagen beim Endkunden.

Ein lukratives Geschäftsmodell ist abhängig von den technischen Eigenschaften dezentraler Anlagen und dem Lastprofil der Kundenzielgruppe. Die Konsequenz:

  • Profile einzelner Kunden weichen deutlich vom Standardlastprofil ab.
  • Erfolg oder Misserfolg einer Energiedienstleistung hängen eng mit individuellen Verbrauchsdaten des Kunden zusammen.

Business Development und Vertrieb können dieser Situation mit Messkampagnen begegnen. Jedoch sind diese entweder kostenintensiv oder nicht möglich, da schlichtweg noch keine Kunden mit entsprechenden Lastprofilen vorhanden sind.

Wie synPRO die Bewertung neuer Contracting-Modelle ohne aufwendige Messkampagnen ermöglicht:

synPRO erzeugt Ihnen diejenigen Kundenlastprofile, die Sie explizit für die Erfolgsbewertung Ihrer Energiedienstleistung benötigen. Sie reduzieren also Ihren Zeit- und Personalaufwand, indem Sie flexibel beliebige Kundengruppen erstellen und diese mit einer Vielzahl von Parametern charakterisieren:

  • Strom-, Heizlast-, Warmwasserprofil
  • Gebäudetypen
  • Demographische Struktur
  • Verbrauchs- und Erzeugungsanlagen
  • Aktivitäten
Wärmepumpanlage
Wärmepumpanlage – © Fraunhofer ISE

Die Attraktivität des Eigenverbrauchs führt dazu, dass Kunden verstärkt PV-Batteriesysteme, Elektroladesäulen, Wärmepumpen und Mikro-BHKW nachfragen. Vor allem Systeme, die Strom und Wärme verknüpfen, sind eine vielversprechende Option. Entsprechend bieten zunehmend Anbieter*innen wie z. B. Energieversorger*innen die Projektierung und den Betrieb von dezentralen Energieanlagen in ihrem Portfolio an.

Sowohl Energieanlagenhersteller*innen als auch Vertriebspartner*innen müssen prüfen, wie ihre Systeme technisch und betriebswirtschaftlich ideal für ihre Kunden konfiguriert werden:

  • Welche Systeme sind für den Gebäudetyp des Kunden geeignet?
  • Welche Verbrauchseigenschaften hat der Kunde?
  • Wie werden die Systeme auf das Strom- und Wärmeprofil des Kunden abgestimmt?
  • Was ist das ideale Kosten-Nutzen-Verhältnis für Betreiber*innen und Kunden?

Bislang orientiert sich die Auslegung von Energieanlagen an Planungsrichtlinien zum Gebäudetyp und zur Kundengruppe. Im modernen Energiesystem verändern sich jedoch Verbrauchs- und Erzeugungsprofile, die zunehmend aufeinander abgestimmt werden müssen. Zudem werden Technologien miteinander kombiniert, wie z. B. PV-Anlagen und Wärmepumpen. Die Auslegung und ökonomische Bewertung der Systeme werden dadurch erschwert. Für Energieanlagenhersteller*innen stellt sich unter anderem die Frage, ob thermische Speicher neu dimensioniert werden müssen und unter welchen Voraussetzungen dies für den Kunden attraktiv ist. Die Kenntnis von kundenspezifischen Energiedaten ist dabei eine entscheidende Größe für die optimale Auslegung Ihrer Energieanlagen.

Wie synPRO Ihnen bei der optimalen Auslegung Ihrer Anlagen hilft:

Mit synPRO können Sie diejenigen Kundenlastprofile erzeugen, die Sie explizit für die Auslegung Ihrer Ladeinfrastrukur-, BHKW-, Wärmepumpen- und PV-Batteriesysteme benötigen. Kostengünstig und flexibel können Sie beliebige Kundenprofile erstellen und diese mit einer Vielzahl von Parametern variieren:

  • Strom-, Heizlast-, Warmwasserprofil
  • Gebäudetypen
  • Demographische Struktur
  • Verbrauchs- und Erzeugungsanlagen
  • Aktivitäten
Hochleistungs-Stromleitungen in städtischen Gebieten
Hochleistungs-Stromleitungen in städtischen Gebieten – © shutterstock.com/urbans

Die Anforderungen an den Betrieb und die Planung von Verteilnetzen erhöhen sich. Der Anteil fluktuierender Erzeugungsanlagen und Lasten wie Photovoltaik, Windenergie, Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge nimmt zu. Dass sich Lastprofile verändern und zunehmend an die lokale Erzeugung anpassen ist ein Resultat dieser Entwicklung, mit dem sich Netzbetreiber*innen auseinandersetzen müssen.

Gleichzeitig werden innovative technische Lösungsansätze diskutiert, mit denen Netzbetreiber*innen ihre Stromnetze optimiert betreiben können, um Netzausbaukosten gering zu halten. Es ist jedoch schwierig zu bestimmen, welche Maßnahme in einem Stromnetz besonders geeignet ist. Entsprechend zurückhaltend reagieren Netzbetreiber*innen gegenwärtig auf die Umsetzung neuer technischer Lösungsansätze.

Gleichzeitig nimmt das Interesse der Netzbetreiber*innen zu, den Zustand ihrer Stromnetze zu bestimmen. Um etwaige Maßnahmen für Betrieb und Planung der Netze in Erwägung zu ziehen reichen Standardlastprofile häufig nicht mehr aus, da die Kundengruppen in einzelnen Netzabschnitten stark variieren können. Im Mittelpunkt steht also die Kenntnis der individuellen Lastprofile in einem Netzabschnitt.

Um diese zu erfassen, gibt es zwei Möglichkeiten: Aufwendige Messkampagnen vor Ort oder hochaufgelöste synthetische Lastprofile, die ausgewählten Netzanschlüssen zugeordnet werden können.

Wie synPRO Ihnen mit hochaufgelösten Lastprofilen bei der Zustandsbestimmung Ihrer Stromnetze hilft:

synPRO erlaubt Ihnen diejenigen Kundenlastprofile zu erzeugen, die Sie explizit in einem Netzabschnitt bestimmten Netzanschlusspunkten zuordnen möchten. Kostengünstig und flexibel können Sie die Kundenprofile gemäß folgender Parameter beliebig variieren:

  • Stochastische Lastprofile
  • Strom und Wärme
  • Privat-und Gewerbekunden
  • Auflösung bis zu 10 Sekunden
  • Individuell anpassbar
  • Orts-und zeitvariabel
  • Berücksichtigung von Feiertagen
  • Berücksichtigung von Energiemanagementsystemen
Digitalen Anlagenerfassung und -konfiguration
Digitalen Anlagenerfassung und -konfiguration – © bad & heizung concept AG

Die Umgestaltung der Energiemärkte und der zunehmende Anteil erneuerbarer dezentraler Erzeugung verändern den Wettbewerb in der Energiebranche. Energieversorger*innen, Energiedienstleister*innen und Netzbetreiber*innen passen zunehmend ihre strategischen Konzepte an, prüfen Investitionen in moderne Technologien und bereiten die Einführung innovativer Produkte vor. Dementsprechend groß ist der Bedarf an Unterstützung aus dem Beratungs- und Finanzwesen.

Für die Bewertung von Investitionsentscheidungen sind Berater*innen auf adäquate Energie- und Kundendaten angewiesen. Je besser die Datenbasis, desto belastbarer ist die Beratung.

Über die richtige Datengrundlage zu verfügen ist schwierig. Deswegen werden in Kalkulationsmodellen häufig Standardlastprofile oder Erzeugungsprofile einer einzelnen Referenzanlage angenommen. Aufgrund der Komplexität der Eingabeparameter reichen diese Daten für eine realitätsnahe Bewertung der Rentabilität einer Investition häufig nicht mehr aus, denn:

  • Lastprofile variieren erheblich zwischen einzelnen Kundengruppen
  • Lastprofile passen sich zunehmend an die Erzeugung an (z. B. Eigenverbrauch).
  • Strom- und Wärmeprofile sind erheblich abhängig von der Gebäudestruktur.
  • Profile von fluktuierenden Erzeugern sind wetterabhängig, während Profile von steuerbaren thermisch-elektrischen Systemen lastabhängig sind.

Es gibt zwei Möglichkeiten die Datengrundlage zu optimieren: Messkampagnen oder historische Profile. Messkampagnen sind jedoch kostenintensiv oder nicht möglich, da schlichtweg noch keine Kunden mit entsprechenden Lastprofilen vorhanden sind. SynPRO erzeugt Ihnen diejenigen Datenprofile, die Sie explizit für die Beratung und Investitionsbewertung Ihres Energiekunden benötigen. So reduzieren Sie erheblich Ihren Zeit- und Personalaufwand, indem Sie flexibel beliebige Energiedatenprofile erstellen und diese mit einer Vielzahl von Parametern charakterisieren können:

  • Strom-, Heizlast-, Warmwasserprofile
  • Gebäudetypen
  • Demographische Struktur
  • Verbrauchs-, Erzeugungsanlagen und Aktivitäten
  • Szenarienrechnung mit verschiedenen Technologiedurchdringungen und EMS Strategien
Leitwarte
Leitwarte – © Fraunhofer ISE / Foto: Dirk Mahler

Eine valide Datenbasis ist die Grundlage für eine stichhaltige Überprüfung von Forschungsfragestellungen. Dies gilt auch für ingenieurs- und wirtschaftswissenschaftliche Disziplinen in der Energieforschung, in denen häufig das komplexe Zusammenspiel von dezentralen Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen untersucht wird.

Die Bandbreite an Datensätzen, auf die Forscher*innen angewiesen sind, ist groß. Im Mittelpunkt stehen häufig die folgenden Anforderungen:

  • Klassifikation von Verbrauchern für die Abbildung eines repräsentativen Untersuchungsgegenstands
  • Zuordnung von Lastcharakteristiken an Verbrauchergruppen
  • Berücksichtigung eines (z. B. Strom) oder mehrerer Sektoren (z. B. Strom, Wärme und Mobilität)
  • Realitätsnahe Modellierung von Erzeugern, Lasten, Speichern und Gebäuden
  • Messungen oder Anwendung historischer Datenreihen

Eine Messkampagne ist mit erheblichen Aufwendungen verbunden. Aber auch die Suche nach geeigneten Daten und belastbaren Quellen ist zeitaufwendig.

Wie Sie mit synPRO synthetische Energiedaten erzeugen können, die Ihnen die Auswertung Ihrer Forschungshypothesen erleichtern:

Das Fraunhofer ISE verfügt über 15 Jahre Erfahrung in der Erforschung der Netz- und Marktintegration dezentraler Erzeuger und Lasten. In umfangreichen Feldtests hat das Institut eine große Zahl an Messdaten gesammelt und diese ausgewertet. Mit synPRO wurde ein statistisches Programm entwickelt, das eine synthetische Erzeugung verschiedenster Energiedatenprofile erlaubt. Wissenschaftler*innen können mit synPRO diejenigen Lastprofile erzeugen, die Sie explizit für eine belastbare Stichprobe brauchen. Kostengünstig und flexibel können eine Vielzahl von Parametern variiert werden:

  • Stochastische Lastprofile
  • Strom und Wärme
  • Privat- und Gewerbekunden
  • Auflösung bis zu 10 Sekunden
  • Individuell anpassbar
  • Orts- und zeitvariabel
  • Berücksichtigung von Feiertagen
  • Szenarienrechnung mit verschiedenen Technologiedurchdringungen
  • Anwendung von vorgefertigten oder eigenen EMS Strategien