Eigendeckung des Strombedarfs von Niedrigstenergiehäusern durch Photovoltaik‐Anlagen – Verrechnung mit unterschiedlichen Zeitschrittweiten ergänzend zur EnEV
Authors: Frank Milena , Loga Tobias , Schaede Margrit , Weißmann Claudia 
Published: April 2015

Im Rahmen von Modellrechnungen werden drei Niedrigstenergiehäuser (Einfamilienhaus, Reihenhaus, Mehrfamilienhaus) analysiert, die bezüglich ihres Wärmeschutzes dem Passivhaus‐Standard entsprechen und deren Restwärmebedarf durch eine Elektro‐Wärmepumpe gedeckt wird. Die verfügbare Dachfläche der Gebäude ist jeweils mit einer Photovoltaik‐Anlage belegt. Es wird analysiert, welcher Anteil des erzeugten Stroms direkt im Gebäude genutzt werden kann (ohne Batteriespeicher) und wie dieser Anteil von dem angesetzten Zeitintervall für die Verrechnung der Stromerzeugung mit dem Strombedarf des Gebäudes abhängt. Eine Parameterstudie beleuchtet darüber hinaus die Abhängigkeit des Eigendeckungsanteils von Gebäudetyp, Wärmeschutz und von der Einbeziehung des Haushaltsstroms.

Ein zentrales Ergebnis ist, dass die Methodik der EnEV den Grad der Eigendeckung durch eine eigene PV‐Anlage deutlich überschätzt und dass dies zu Fehloptimierungen der Gebäude sowohl aus Verbrauchersicht also auch aus Perspektive der zukünftigen Energieversorgung führen kann. Mit dem aus der Parameterstudie abgeleiteten vereinfachten Verfahren eröffnet sich jedoch die Möglichkeit, auch bei schon vorliegender Energiebilanzberechnung das bei kleineren Verrechnungsschrittweiten zu erwartende Ergebnis abzuschätzen. Anknüpfend an die vorgeschlagene vereinfachte Ermittlung des Eigendeckungsanteils werden Überlegungen zur Weiterentwicklung der EnEV‐Methodik angestellt, die die Besonderheiten des Niedrigstenergiehauses und seine Rolle in einem zukünftigen sich vorwiegend auf regenerative Energiequellen stützenden Energieversorgungssystem berücksichtigen.

On‐site electricity coverage by PV systems of nearly zero energy buildings and its estimation for various time steps in addition to the German EnEV. Model calculations are executed to analyse three nearly zero‐energy buildings (single‐family house, terraced house, apartment building) with passive house insulation and heat pump supply system. The suitable roof areas of the buildings are covered by PV systems. The focus of the analysis is to determine which part of the generated electricity can be directly used in the building (without battery buffer) and to what extent this fraction is depending on the time interval of compensation between electricity generation and demand. A parameter variation is revealing the dependence of the on‐site coverage factor from the type of building, from the insulation standard and from the consideration of household electricity.

A core result is that the method of the German energy saving ordinance (EnEV) is overestimating the fraction of electricity demand which can be covered by on‐site electricity production and that this can lead to misoptimisations of buildings from the viewpoint of consumers but also from the perspective of a future energy supply sector. By the derived simplified method a possibility is introduced to make an ex‐post estimation of the on‐site electricity coverage for time steps which are smaller than have been used in the given energy demand calculation. Starting from the methodical aspects for calculating the on‐site coverage fraction possible ways for further development of the EnEV requirement and energy certificate calculation procedure are discussed, taking into account the specific features of nearly zero‐energy buildings and their role in a future energy supply system that will primarily be based on renewable energy sources.