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Energieflüsse

Wie Solarstrom, Speicher und Netz in jedem Zeitschritt zusammenspielen und wie Sie die Energieflüsse in der Simulation ansehen.

Verfasst von Simon Heuschkel

Die Energieflüsse zeigen, wie der Strom in Ihrem System fließt: von der PV-Anlage, dem Speicher und dem Netz zu den Verbrauchern – und zurück ins Netz.

Dargestellt werden ausschließlich Stromflüsse. Wärme, Gas oder Öl erscheinen nicht, wohl aber der Strom, den eine Wärmepumpe oder eine elektrische Heizung benötigt.

autarc berechnet die Energieflüsse für jeden Zeitschritt des Jahres – stündlich oder in der gewählten Simulationsauflösung. Aus der Summe ergeben sich Eigenverbrauchsquote, Autarkiegrad, Kosten und Einsparungen.

Die Bestandteile

Erzeuger:

  • PV-Anlage: der stündliche Solarertrag aus der verknüpften PV-Planung. Mehr dazu in Wie berechnet sich der PV-Ertrag?

  • Eigene Erzeuger: z. B. ein Windrad oder Generator mit eigenem Lastprofil. Ihr Strom wird wie Solarstrom verbraucht, gespeichert oder eingespeist.

Verbraucher:

  • Haushalt

  • Heizsystem (z. B. Wärmepumpe)

  • Wallbox / EV

  • Klimaanlage

  • Eigene Verbraucher

Energieflüsse:

  • Direktverbrauch: Solarstrom, der im selben Zeitschritt verbraucht wird.

  • Batterieverbrauch: Strom, der aus dem Speicher verbraucht wird.

  • Energie-Einspeisung: Solarstrom, der weder verbraucht noch gespeichert wird und ins Netz fließt.

  • Netzbezug: Strom, der aus dem Netz bezogen wird. Bei zeitabhängigen Tarifen wird er nach Tarifzonen aufgeteilt, z. B. Netzbezug Hochtarif und Netzbezug Niedertarif.

  • Energieverluste: Verluste beim Laden und Entladen des Speichers.

So wird jeder Zeitschritt berechnet

In jedem Zeitschritt gilt diese Reihenfolge:

  1. Direktverbrauch: Solarstrom deckt zuerst den gleichzeitigen Verbrauch. Reicht er nicht für alle, wird er anteilig nach Bedarf auf die Verbraucher verteilt.

  2. Speicher laden: Ein Überschuss lädt den Speicher – begrenzt durch die freie Kapazität und die Ladeleistung.

  3. Einspeisung: Was dann noch übrig ist, wird ins Netz eingespeist.

  4. Speicher entladen: Reicht der Solarstrom nicht, entlädt sich der Speicher – begrenzt durch die Entladeleistung und den gespeicherten Strom.

  5. Netzbezug: Den restlichen Bedarf liefert das Netz.

Der Ladestand des Speichers wird von Zeitschritt zu Zeitschritt fortgeschrieben. Strom, der mittags gespeichert wird, steht also abends und nachts zur Verfügung – so wie im realen Betrieb.

Der Speicher im Detail

Wie der Speicher lädt und entlädt, bestimmen die Produktdaten des Speichers in der verknüpften PV-Planung und die Einstellungen der Komponente Energiespeicher:

Feld

Wo

Wirkung

Gesamtenergie (kWh)

Produktdaten

Maximaler Ladestand. Mehrere Speicher werden addiert.

Max. Dauerleistung (kW)

Produktdaten

Maximale Lade- und Entladeleistung. Fehlt der Wert, rechnet autarc mit 0,5 × Kapazität.

Gesamtwirkungsgrad (%)

Produktdaten

Verluste, gleichmäßig auf Laden und Entladen verteilt. Fehlt der Wert, rechnet autarc mit 90 %.

Betriebsstrategie

Energiespeicher

Eigenverbrauch maximieren (Standard): Der Speicher lädt nur mit selbst erzeugtem Strom und versorgt alle Verbraucher außer der Wallbox.
​
​Tarifarbitrage: Der Speicher lädt zusätzlich jeden Tag in den günstigsten Stunden des Haushaltstarifs aus dem Netz und entlädt sich in diesen Stunden nicht. Voraussetzung sind Preiszonen im Tarif; deckt der Preisunterschied die Verluste nicht, lädt er an diesem Tag nicht aus dem Netz.

Netzladung bis

Energiespeicher, nur bei Tarifarbitrage

Bis zu diesem Ladestand lädt der Speicher aus dem Netz. Der Rest bleibt für Solarstrom frei.

Reserve-Ladezustand

Energiespeicher, nur bei Tarifarbitrage

Unter diesen Ladestand entlädt sich der Speicher nie.

Speicher darf Wallbox versorgen

Energiespeicher, nur bei Tarifarbitrage

Erlaubt dem Speicher, die Wallbox zu versorgen. Standardmäßig aus.

Die Verluste werden unter PV-Ertrag (jährlich) als Energieverluste ausgewiesen.

Die Energieflüsse ansehen

Im Reiter Diagramme der Simulation wählen Sie im Bereich Energiefluss einen Zeitraum: Jahr, Monat oder Tag – bei einer Simulationsauflösung von 1 Minute zusätzlich Stunde. Mit den Pfeilen blättern Sie zum vorherigen oder nächsten Zeitraum. Ein Klick auf das Datum öffnet einen Kalender, in dem Sie direkt einen Monat oder Tag wählen; Heute springt zum heutigen Datum.

Daneben wechseln Sie zwischen drei Ansichten:

  • Balken: zeigt Verbrauch und Erzeugung als Balken je Monat, Tag oder Zeitschritt. Klicken Sie auf einen Balken, um in diesen Zeitraum hineinzuzoomen.

  • Sankey: zeigt, welcher Anteil der Energie von welcher Quelle zu welchem Verbraucher fließt. Die Breite eines Bandes entspricht der Energiemenge.

  • Fluss: zeigt die Energieflüsse als animiertes Diagramm zwischen PV-Anlage, Speicher, Netz und Verbrauchern.

Unterhalb von Jahr/Monat/Tag/Stunde wählen Sie mit dem Schieberegler einen Abschnitt des Zeitraums, z. B. eine Stunde des Tages. Mit der Abspieltaste (▶) spielen Sie die Simulation ab: Die Abschnitte laufen nacheinander ab, am Ende geht es mit dem nächsten Zeitraum weiter. So sehen Sie etwa, wie sich Erzeugung, Speicher und Netzbezug über einen Tag Stunde für Stunde entwickeln. Das funktioniert in allen Ansichten.

In einem Szenario sehen Sie die Energieflüsse der geplanten Variante, im Reiter Bestand die des heutigen Zustands.

Häufige Fragen

Warum wird im Sommer viel eingespeist und im Winter viel bezogen?

Im Sommer erzeugt die PV-Anlage oft mehr, als verbraucht und gespeichert werden kann – der Überschuss geht ins Netz. Im Winter erzeugt sie wenig, während eine Wärmepumpe viel Strom benötigt. Ein Speicher gleicht Tag und Nacht aus, aber nicht Sommer und Winter.

Warum ist der Speicher nicht jeden Tag voll?

Der Speicher wird nur mit dem Überschuss geladen, der nach dem Direktverbrauch übrig bleibt. An trüben Tagen oder bei hohem Verbrauch reicht dieser nicht, um den Speicher zu füllen. In der Ansicht Fluss mit dem Zeitraum Tag sehen Sie das Stunde für Stunde.

Warum versorgt der Speicher die Wallbox nicht?

Mit Eigenverbrauch maximieren ist der Speicher für den Haushalt und die übrigen Verbraucher reserviert. Die Wallbox lädt direkt mit Solarstrom und sonst aus dem Netz. Mit Tarifarbitrage können Sie Speicher darf Wallbox versorgen aktivieren.

Was wird (noch) nicht simuliert?

Dynamische Börsenstrompreise, Einspeisebegrenzungen bzw. Abregelung, Sperrzeiten sowie die Einspeisung aus dem Speicher ins Netz werden aktuell nicht simuliert.

Hat dies deine Frage beantwortet?