„nachhaltige technologien 01 | 2021"

meinde, exkl. der Industrie, bis 2030 um mindestens 40 Prozent gegenüber dem Jahr 1990. Ein erster Schritt wurde bereits mit dem Projekt „WEIZ- connected“ getan. Gegenstand war die Konzeption, Entwicklung und der Testbetrieb eines Gesamtsystems für den gebäudeübergreifenden Stromaustausch. Mit dem W.E.I.Z. Campus-Stromnetz soll nun ein weiterer Schritt Richtung Energieautarkie gemacht werden. Ziel ist es, eine elektrotechnisch stabile und sichere Stromversorgung mit hoher PV-Strom- Eigennutzung inkl. Stromeffizienz (Peakshaving, Lastoptimierung, Energieeffizienz) in Weiz sicherzu- stellen. Dazu werden die vier Gebäude am Standort der Weizer Energie-Innovationszentrum GmbH, W.E.I.Z 1– W.E.I.Z 4, über Direktleitungen miteinander verbunden. Die vorhandenen PV- Anlagen mit einer Gesamtleistung von 240 kWp werden zu einer PV- Schiene zusammengeschlossen, aus der die Gebäude den vor Ort produzierten Strom beziehen können. Bereits im Jahr 2020 hat dazu der Ausbau zusätzli- cher PV-Anlagen begonnen. Nicht zuletzt durch den Anschluss einer 230 kWh Lithium-Ionen Batterie an das Campus- Stromnetz wird ein Vorzeigeprojekt zum Thema Integration städtischer Speicher geschaffen. Modellbasierte Simulation Das Ziel der Simulation des Campus Stromnetzes ist es, ein besseres Verständnis der verschiedenen potenziellen Vorteile eines Stromspeichers im städ- tischen Bereich aufzuzeigen. Es soll ein optimaler Fahrplan zum Betrieb der in Weiz verbauten Batterie ermittelt werden. Da es sich in Weiz vor allem um Bürogebäude handelt, wird davon ausgegangen, dass eine Anpassung des Lastprofils nicht möglich ist. Um also die Stromkos- ten zu minimieren ist es nötig, eine optimale Lade- und Entladestrategie für die Batterie zu finden. Stochastische Optimierung Eine der größten Herausforderungen bei der Suche nach einem optimalen Fahrplan zur Betreibung einer Batterie ist die unregelmäßige Stromproduktion aus erneuerbaren Energiequellen. Unsicherheiten in der Wettervorhersage zum Beispiel machen es beinahe unmöglich, zukünftige Erzeugungsmengen exakt vorauszusehen. Eine Option, um mit solchen Unsicherheiten umzugehen, bietet das mathemati- sche Feld der stochastischen Optimierung. Durch die Einbindung von Zufallsvariablen wie PV-Erzeugung, Stromverbrauch oder Strompreis können Unvorher- sehbarkeiten berücksichtigt werden. Die Lösung solcher Probleme zielt darauf ab, kostenoptimale Entscheidungen zu treffen, die robust gegenüber der Wirkung des Zufalls sind. Um das zu erreichen, müssen zukünftige Entscheidungen und Zustände des Systems, sowie deren Wahrscheinlichkeiten bei der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden. Ergebnisse Neben dem Ertrag aus der PV-Produktion wurde im Modell der Stromverbrauch, und in manchen Szenari- en auch der Strompreis, als mit Unsicherheit behaftet betrachtet. Insgesamt wurden optimale Fahrpläne für vier verschiedene Szenarien ermittelt: mit/ohne Bat- terie, mit/ohne stochastischem Preis. Unter den ver- schiedenen Annahmen wurden dann eine stochastische und eine deterministische Optimierung durchgeführt. Campus der Weizer Energie- Innovationszentrum GmbH. Die Gesamtleistung der installierten Photovoltaikmodule beträgt 240 kWp. Für den Standort Weiz bedeutet das eine jährliche Erzeugung von 264 000 kWh. Die PV-Module werden zu einer PV-Schiene zusammen- geschlossen und ein 230 kWh Lithium-Ionen-Speicher installiert Foto: W.E.I.Z. Weizer Energie- Innovationszentrum GmbH 29 28 TECHNOLOGIEENTWICKLUNG