Spanische Forscher haben die potenzielle Selbstversorgung durch Solarstrom auf Hausdächern in acht Bezirken von Madrid berechnet. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass Einfamilienhäuser eine Selbstversorgungsrate von über 70 % erreichen können, während es in städtischen Gebieten mit Hochhäusern nur 30 % sind.
Bild: Florian Wehde/Unsplash
Von pv magazine Spanien
Eine Gruppe von Forschern der Polytechnischen Universität Madrid und des Zentrums für Energie-, Umwelt- und Technologieforschung (CIEMAT) hat die potenzielle Selbstversorgung von Photovoltaik auf Wohngebäuden in acht Madrider Stadtvierteln analysiert.
Die Stadtteile wurden ausgewählt, um die Auswirkungen städtischer und baulicher Merkmale auf die Deckung des Stromverbrauchs durch Photovoltaikanlagen auf Dächern zu ermitteln. Die Ergebnisse der Untersuchung sind in der Arbeit „Photovoltaic self-supplier potential at a district scale in Madrid. A scalable methodology“ enthalten, die in Energie und Gebäude.
Um das Selbstversorgungspotenzial zu berechnen, das als Verhältnis des erzeugten Photovoltaikstroms zum gesamten Stromverbrauch definiert ist, wurden die jährliche Stromerzeugung und der jährliche Stromverbrauch für jedes Wohngebäude ermittelt. Die Ermittlung der Stromerzeugung erfolgte anhand von Solarkatastern, die mit dem Modell „Solar Energy on Building Envelopes“ im QGIS-Modell (Quantum Geographic Information System) erstellt wurden, sowie anhand von LiDAR-Daten (Light Detection and Location) und TMY-Daten (Typical Meteorological Year) für jedes Viertel.
Darüber hinaus wurden Annahmen über die Hauptmerkmale der Solaranlagen getroffen, um die Repräsentativität des Photovoltaiksektors sicherzustellen. Der Stromverbrauch wurde geschätzt, indem die vom Institut für Diversifizierung und Energieeinsparung (IDAE) definierten Verbrauchswerte zusammen mit denen in einem Eurostat-Bericht mit dem Titel „Verbrauch des Wohnsektors in Spanien“ und einigen der Formeln analysiert wurden, die im Forschungsartikel „So erreichen Sie positive Energiebezirke für nachhaltige Städte: Eine vorgeschlagene Berechnungsmethode“ verwendet wurden, der 2021 in Nachhaltigkeit
Die Verbrauchswerte wurden ermittelt, indem der Stromverbrauch für Beleuchtung und Haushaltsgeräte in einer typischen 100 m2 großen Wohnung berechnet wurde, wobei der Verbrauch für Heizung, Kühlung und Warmwasser nicht berücksichtigt wurde. Der spezifische Beleuchtungsbedarf einer typischen Wohnung wird mit 5 kWh/m2 angegeben, während die durchschnittliche Ausstattung einer Wohnung mit einem Kühlschrank, zwei Fernsehern, einer Waschmaschine, einem Geschirrspüler und einem Computer angegeben wird.
Zusammengerechnet ergeben diese Geräte einen Verbrauch von 2,137 kWh pro 100 m2 Wohnfläche, also 21.40 kWh/m2. Die Summe dieser beiden Werte zum durchschnittlichen Verbrauch pro Quadratmeter ergibt einen Wert von 26.40 kWh/m2. Den Stromverbrauch für Kühlung, Heizung oder Mobilität berücksichtigt die Studie allerdings nicht. Der zunehmende Einsatz von Wärmepumpen und elektrischen Klimaanlagen sowie die Elektrifizierung des Verkehrs werden zu einem höheren Stromverbrauch in den Haushalten führen, was das Potenzial zur Selbstversorgung verringern werde, so die Forscher.
Die Ergebnisse der Analyse zeigen, dass in Gebieten mit Einfamilienhäusern oder niedrigen Gebäuden das Selbstversorgungspotenzial über 70 % liegt. Im Gegensatz dazu weisen städtische Gebiete mit hohen Gebäuden einen Selbstversorgungswert von etwa 30 % auf. Dieser niedrigere Wert ist auf die beträchtliche Höhe der Gebäude zurückzuführen, die einen höheren Energieverbrauch innerhalb der Häuser und eine für Photovoltaikanlagen verfügbare Fläche bedeutet, die nicht ausreicht, um den Energiebedarf aller Einwohner zu decken.
In historischen Zentren ist eine größere Streuung des Autarkiepotenzials zu beobachten, mit Werten zwischen 10 % und 90 %. Diese Variabilität ist auf die geringere Einheitlichkeit des Stadtgefüges zurückzuführen, die eine detailliertere Analyse auf Gebäudeebene erfordert. „In Stadtzentren, die aufgrund ihrer historischen Bedeutung oft durch Schutzgesetze geschützt sind, sind BIPV-Systeme ein entscheidendes Instrument, um die dezentrale PV-Stromerzeugung mit der Erhaltung des architektonischen und historischen Wesens der gebauten Umwelt in Einklang zu bringen“, fügten die Autoren hinzu.
Sie betonten auch, dass die Analysen durch Vergleich der jährlichen Erzeugung und des Verbrauchs durchgeführt wurden. Obwohl dieser Ansatz für die Schätzung des Gesamtpotenzials für die Stromerzeugung durch Photovoltaik hilfreich ist, kann er das Echtzeitverhalten netzgekoppelter Photovoltaiksysteme, bei denen das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch unmittelbar besteht, nicht reproduzieren. Tatsächlich führen typische Energieverbrauchsprofile von Wohngebäuden zu Eigenverbrauchsraten von 20-40 % bei Photovoltaiksystemen ohne Speicher.
Um eine umfassendere Analyse durchführen zu können, sei es notwendig, Zugriff auf die täglichen Erzeugungs- und Verbrauchskurven jedes Gebäudes mit einer stündlichen Auflösung oder noch besser mit einer Auflösung von einigen Sekunden zu haben. Dies würde die Dimensionierung der Anlagen optimieren und den Eigenverbrauch steigern, so das Fazit der Forschungsgruppe.
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht weiterverwendet werden. Wenn Sie mit uns zusammenarbeiten und einige unserer Inhalte wiederverwenden möchten, wenden Sie sich bitte an: editors@pv-magazine.com.
Quelle aus pv Magazin
Haftungsausschluss: Die oben aufgeführten Informationen werden von pv-magazine.com unabhängig von Chovm.com bereitgestellt. Chovm.com übernimmt keine Zusicherungen und Gewährleistungen hinsichtlich der Qualität und Zuverlässigkeit des Verkäufers und der Produkte. Chovm.com lehnt ausdrücklich jegliche Haftung für Verstöße gegen das Urheberrecht der Inhalte ab.
