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Systemsimulation Übersicht

Was ist die Systemsimulation und wie funktioniert sie?

Verfasst von Admin

In der Systemsimulation bilden Sie den heutigen Zustand eines Gebäudes ab und vergleichen ihn mit einer oder mehreren geplanten Varianten.

Dabei können Sie alle Komponenten eines Energiesystems kombinieren: PV-Anlage, Energiespeicher, Haushalt, Heizsystem (z. B. Wärmepumpe, Gas oder Öl), Wallbox / EV und Klimaanlage.

Für jede Variante simuliert autarc ein ganzes Jahr – standardmäßig stündlich, auf Wunsch auch in 30-, 15- oder 1-Minuten-Schritten – und ermittelt, wie viel Solarstrom erzeugt, direkt verbraucht, gespeichert, eingespeist oder aus dem Netz bezogen wird und wie viel Strom Wärmepumpe, Wallbox und die übrigen Verbraucher benötigen.

Dieses Jahr wird anschließend über den gesamten Betrachtungszeitraum hochgerechnet – standardmäßig 20 Jahre bzw. den von Ihnen festgelegten Zeitraum –, inklusive Energiepreissteigerung und wiederkehrender Kosten.

Daraus ergeben sich Eigenverbrauchsquote, Autarkiegrad, Kosten und die Wirtschaftlichkeit in Ihrem Angebot.

Bestand und Szenarien

Die Simulation ist in Reiter aufgeteilt:

  • Bestand: Der heutige Zustand des Gebäudes. Jedes Projekt hat genau einen Reiter mit Bestand. Er steht immer ganz oben links und kann nicht gelöscht oder umbenannt werden.

  • Szenarien: Ihre geplanten Varianten, z. B. „PV mit Speicher“ oder „PV + Wärmepumpe + Wallbox“. Über Neue Simulation legen Sie weitere Szenarien an. Ein neues Szenario übernimmt zunächst die Werte aus dem Bestand.

Komponenten ein- und ausschalten

In jedem Reiter finden Sie rechts die Komponenten des Systems – z. B. PV-Anlage, Energiespeicher, Haushalt, Heizsystem, Wallbox / EV und Klimaanlage. Über den Schalter nehmen Sie eine Komponente in diesen Reiter auf oder entfernen sie. Über den Pfeil vor der Komponente bzw. durch klicken darauf klappen Sie die Details auf.

Entscheidend ist, in welchem Reiter eine Komponente aktiviert ist:

  • Im Reiter Bestand: Das Gebäude hat die Komponente bereits heute – z. B. eine vorhandene Wallbox oder PV-Anlage. Sie verursacht keine Investition und ist in den heutigen Kosten enthalten. Änderungen im Bestand überschreiben die Projektdaten (die Werte gelten projektweit).

  • In einem Szenario: Die Komponente ist Teil der geplanten Variante. Was nicht im Bestand vorhanden ist, zählt als neu – mit Investition, Preismodell und Einsparung gegenüber dem Bestand. Ist die Komponente in beiden aktiviert, wird der Unterschied simuliert – z. B. eine geänderte Wallbox oder eine neue Version der PV-Anlage.

Auch ohne neue Komponenten können Sie Unterschiede simulieren – z. B. einen anderen Haushaltsverbrauch, ein anderes Nutzungsverhalten oder den Wechsel zwischen einem dynamischen und einem nicht-dynamischen Stromtarif. Solche Änderungen gelten nur für das jeweilige Szenario; Bestand, andere Szenarien und Projekt bleiben unverändert.

Beispiele:

  • Bestehende Wärmepumpe ohne PV im Bestand – dieselbe Wärmepumpe mit neuer PV-Anlage im Szenario.

  • Gasheizung im Bestand – bivalente Wärmepumpe im Szenario: Der bestehende Gaskessel bleibt als Backup-Heizung, jedoch mit neuem Verbrauch.

  • Alte PV-Anlage in Bestand (anhand von Kennzahlen simuliert) - eine neue PV-Anlage in einem Szenario.

Planungen mit Komponenten verknüpfen

PV-Anlage und Wallbox können in jedem Reiter mit einer eigenen Planungsvariante verknüpft werden. Die Auswahl finden Sie oben in der aufgeklappten Komponente:

  • PV-Anlage: Wählen Sie unter PV-Planung, welche PV-Planung diesem Reiter zugrunde liegt.

  • Wallbox / EV: Wählen Sie unter Wallbox-Planung die passende Wallbox-Planung.

Durch klicken auf PV-Planung bzw. Wallbox-Planung springen Sie direkt in die verlinkte Planung.

Heizsystem und Klimaanlage nutzen die Heizungs- bzw. Klimaplanung des Projekts. Über Heizungsplaner (in Szenarien mit dem Typ Wärmepumpe) bzw. Klimaanlagen-Planer gelangen Sie direkt dorthin.

Szenarien vergleichen

Jedes Szenario wird standardmäßig mit dem Bestand verglichen. Über Vergleichen mit: oben rechts wählen Sie stattdessen ein anderes Szenario aus – z. B. „Szenario 1“ gegen „Szenario 2“. Diagramme und Kennzahlen zeigen dann beide Varianten nebeneinander, inklusive der prozentualen Veränderung.

Im Reiter Bestand gibt es keinen Vergleich: Dort sehen Sie nur den Energiefluss und die aktuellen Kosten. Rentabilität und Rendite (ROI) werden nur in Szenarien angezeigt.

Simulationsauflösung einstellen

Zur Auswahl stehen Stündlich, 30 Minuten, 15 Minuten und 1 Minute. Die Auflösung legt fest, in welchen Zeitschritten die Simulation die Werte über ein Jahr berechnet.

Für ein Projekt

  1. Öffnen Sie die Simulation im Projekt.

  2. Wählen Sie den Reiter Bestand und öffnen Sie Einstellungen.

  3. Wählen Sie unter Simulationsauflösung den gewünschten Wert.

Die Auflösung gilt für den Bestand und alle Szenarien des Projekts, damit diese vergleichbar bleiben. In einem Szenario wird sie nur angezeigt (Im Reiter „Bestand“ festgelegt). Über das Stift-Symbol gelangen Sie direkt zurück in den Reiter Bestand.

Standardwerte für neue Simulationen

Werte, die Sie für fast jedes Projekt gleich verwenden, legen Sie einmal zentral fest:

  1. Gehen Sie zu Einstellungen > Produkte > Simulationseinstellungen.

  2. Tragen Sie unter Standardwerte für neue Projekte Ihre Werte ein:

    • Einspeisetarif (pro kWh)

    • Energiepreissteigerung pro Jahr (%)

    • Preissteigerung fossiler Brennstoffe pro Jahr (%)

    • Simulationsauflösung

  3. Speichern Sie die Einstellungen.

Die Werte werden für jede neue Simulation übernommen und können pro Projekt angepasst werden – die Simulationsauflösung im Reiter Bestand, die übrigen Werte im jeweiligen Szenario. Bestehende Simulationen bleiben unverändert.

Wiederkehrende Kosten

Regelmäßige Kosten wie Wartung, Versicherung oder Modulreinigung erfassen Sie in jedem Reiter:

  1. Öffnen Sie den gewünschten Reiter und dann Einstellungen.

  2. Klicken Sie unter Wiederkehrende Kosten auf Kosten hinzufügen.

  3. Tragen Sie Name, optional eine Beschreibung, den Betrag / Jahr und die Laufzeit (Jahre) ein.

  4. Wählen Sie unter Angewendet auf, ob die Kosten für Aktuelles System oder Neues System gelten.

Kosten für Neues System (z. B. Wartung der neuen PV-Anlage) verringern die Einsparung und verschieben die Amortisation nach hinten. Kosten für Aktuelles System (z. B. Wartung des alten Gaskessels) entfallen mit der neuen Anlage und erhöhen die Einsparung. Der Betrag wird für jedes Jahr der Laufzeit gleich angesetzt, ohne Preissteigerung.

Eigene Lastprofile

Statt eines Standardprofils können Sie für jeden Verbraucher ein eigenes Lastprofil verwenden – entweder aus gemessenen Daten hochgeladen oder selbst gezeichnet.

Bekannte Lastprofile hochladen

Liegen gemessene Verbrauchsdaten vor (z. B. vom Netzbetreiber oder Smart Meter), können Sie diese statt eines Standardprofils verwenden:

  1. Wählen Sie im Stromverbrauch unter Nutzungsverhalten die Option Benutzerdefiniertes Lastprofil.

  2. Klicken Sie Eigenes Lastprofil hochladen und legen Sie Ihre Datei ab (CSV, XLSX oder XLS). Die Datei braucht zwei Spalten (Zeitstempel und Werte) für ein ganzes Jahr – stündlich, 30, 15 oder 1 Minute, in kW oder kWh. Die Auflösung der Datei wird automatisch erkannt.

  3. Ist die Datei feiner aufgelöst als die Simulation, schlägt autarc vor, die Simulation umzustellen. Klicken Sie z. B. Auf 15 Minuten umstellen, damit die feineren Werte genutzt und nicht gemittelt werden. Mit Rückgängig behalten Sie die bisherige Auflösung.

  4. Wählen Sie unter Jahresverbrauch, ob die Summe der Datei verwendet oder auf den eingegebenen Jahresverbrauch skaliert werden soll.

  5. Klicken Sie Profil übernehmen.

Keine Datei zur Hand? Unter Vorlagen: finden Sie Vorlagen für jede Auflösung. Laden Sie eine Vorlage herunter, fügen Sie Ihre Werte ein und laden Sie die Datei hoch.

Lastprofil selbst zeichnen

Ohne Messdaten können Sie ein Profil auch selbst erstellen – z. B. für eine Wallbox, die nur nachts lädt, oder ein besonderes Haushaltsverhalten.

  1. Wählen Sie im Stromverbrauch unter Nutzungsverhalten die Option Benutzerdefiniertes Lastprofil.

  2. Klicken Sie Selbst zeichnen.

  3. Legen Sie unter Eigenes Lastprofil erstellen fest, wie sich der Tagesbedarf über die Stunden verteilt – für Werktage und für Wochenende & Feiertage.

  4. Klicken Sie Profil übernehmen.

Die gezeichnete Kurve wird auf den eingegebenen Jahresverbrauch skaliert.

Eigene Verbraucher und Erzeuger

Neben den festen Komponenten können Sie eigene Verbraucher und Erzeuger mit eigenem Lastprofil hinzufügen – z. B. eine Poolpumpe, eine Sauna, eine Produktionslinie oder andere Stromerzeuger wie ein Windrad oder Generator.

  1. Klicken Sie Verbraucher/Erzeuger hinzufügen.

  2. Wählen Sie unter Typ Verbraucher oder Erzeuger und vergeben Sie Name und Farbe.

  3. Geben Sie die Jahresgesamtmenge (kWh) bzw. beim Erzeuger den Jahresertrag (kWh) ein.

  4. Legen Sie das Lastprofil fest: Selbst zeichnen oder Datei hochladen.

Wie die festen Komponenten zählt ein eigener Verbraucher oder Erzeuger im Reiter Bestand als bereits vorhanden – ein bestehendes Windrad senkt also schon die heutigen Kosten. Bei einem Erzeuger legen Sie mit In KPIs einrechnen fest, ob seine Erzeugung in Autarkie- und Eigenverbrauchsquote einfließt oder nur die PV-Anlage ausgewiesen wird.

Wie sehe ich die Ergebnisse im Detail?

Im Bereich Energiefluss können Sie über die Zeitraum-Auswahl zwischen Jahr, Monat und Tag wechseln. Bei einer Auflösung von 1 Minute steht zusätzlich Stunde zur Verfügung. Mit den Pfeilen < / > oder der Datumsauswahl blättern Sie durch das Jahr.

So sehen Sie zum Beispiel an einem Sommertag, wie der Speicher mittags lädt und abends den Haushalt versorgt.

Im Bereich Energiefluss wechseln Sie zwischen den Ansichten Fluss, Balken, Sankey und Tabelle. Was die einzelnen Diagramme zeigen, erfahren Sie in Energieflüsse.

Wie funktioniert die Berechnung?

Für den Bestand und jedes Szenario läuft dieselbe Berechnung – jeweils mit den Komponenten, die in diesem Reiter aktiviert sind:

  1. Solarertrag je Zeitschritt: Der Ertrag der verknüpften PV-Planung wird aus PVGIS-Wetterdaten berechnet – abhängig von Standort, Ausrichtung, Neigung und Verschattung der jeweiligen Module. Mehr dazu in Wie berechnet sich der PV-Ertrag?

  2. Verbrauch je Zeitschritt: Jeder Verbraucher erhält ein Standardlastprofil (siehe unten) – oder ein eigenes Lastprofil, das Sie selbst zeichnen oder hochladen. Die Profile unterscheiden Werktage, Samstage sowie Sonn- und Feiertage und werden auf den eingegebenen Jahresverbrauch skaliert: Die Verteilung über das Jahr ändert sich, die Jahressumme bleibt genau Ihr Wert.

    • Haushalt: Standardlastprofil H25 des BDEW (2025), angepasst an das gewählte Nutzungsverhalten.

    • Wärmepumpe: Profil aus Messdaten von 82 realen Wärmepumpen – mit hohem Verbrauch im Winter.

    • Wallbox / EV: Profil aus Messdaten realer Heim-Ladevorgänge – mit deutlicher Spitze am Abend.

    • Klimaanlage: eigenes Profil passend zur Kühlsaison.

  3. Umrechnung auf die Simulationsauflösung: Alle Verbrauchs- und Erzeugungsdaten werden auf die gewählte Simulationsauflösung umgerechnet. Gröbere Daten (z. B. stündliche Werte in einer 15-Minuten-Simulation) werden gleichmäßig auf die feineren Zeitschritte verteilt. Feinere Daten (z. B. ein 1-Minuten-Lastprofil in einer stündlichen Simulation) werden zusammengefasst.

  4. Energiefluss je Zeitschritt: Kapazität, Lade-/Entladeleistung und Wirkungsgrad des Speichers stammen aus den Produktdaten des gewählten Speichers (Energieflüsse mit Batterie Speicher). In jedem Zeitschritt gilt folgende Reihenfolge:

    • Solarstrom deckt zuerst den gleichzeitigen Verbrauch. Reicht er nicht für alle, wird er anteilig auf Haushalt, Wärmepumpe und Wallbox verteilt.

    • Ein Überschuss lädt den Speicher – begrenzt durch Kapazität und Ladeleistung.

    • Was dann noch übrig ist, wird ins Netz eingespeist.

    • Reicht der Solarstrom nicht, entlädt sich der Speicher für Haushalt und Wärmepumpe. Den Rest liefert das Netz.


    Wie der Speicher lädt, legen Sie in der Komponente Energiespeicher unter Betriebsstrategie fest – Eigenverbrauch maximieren (Standard) oder Tarifarbitrage (zusätzliche Netzladung in günstigen Tarifstunden). Mehr dazu in Energieflüsse mit Batterie Speicher.

  5. Kennzahlen, Kosten und Vergleich: Aus der Summe aller Zeitschritte ergeben sich Direktverbrauch, Batterieverbrauch, Einspeisung, Netzbezug, Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad. Zeitabhängige Tarife (z. B. Hochtarif/Niedertarif) werden jedem Zeitschritt genau zugeordnet. Die Kosten des Szenarios werden mit den Kosten der Vergleichsvariante verrechnet – daraus ergeben sich Einsparung, Amortisation und Rendite (ROI).

Häufige Fragen

Ich habe schon eine PV-Anlage, Wallbox oder Wärmepumpe. Wie bilde ich das ab?

Aktivieren Sie die Komponente im Reiter Bestand.

Für eine bestehende PV-Anlage wählen Sie in der Komponente PV-Anlage unter PV-Planung die passende Planung aus.

Für eine bestehende Wärmepumpe wählen Sie im Heizsystem als Typ Wärmepumpe – mit optionalem Wärmepumpen-Modell, Jahresverbrauch, Tarif und auf Wunsch eigenem Lastprofil.

Für eine bestehende Wallbox wählen Sie in der Komponente Wallbox / EV unter Wallbox-Planung die passende Planung aus.

Für eine bestehende Klimaanlage aktivieren Sie die Komponente Klimaanlage und geben den Jahresverbrauch ein – oder öffnen den Klimaanlagen-Planer, um sie aus der Klimaplanung des Projekts zu übernehmen.

Aktivieren Sie die Komponente zusätzlich in den Szenarien, in denen sie weiterläuft – sie zählt dort als Bestand und nicht als neue Investition.

Warum zeigt der Bestand-Reiter keine Rentabilität?

Rentabilität, Amortisation und ROI entstehen erst durch den Vergleich einer geplanten Variante mit dem Bestand. Im Reiter Bestand sehen Sie deshalb nur Energiefluss und aktuelle Kosten. Wechseln Sie in ein Szenario, um die Wirtschaftlichkeit zu sehen.

Was passiert, wenn ich Werte im Bestand ändere?

Änderungen im Reiter Bestand überschreiben die Projektdaten (Hinweis Werte werden global angewendet) – z. B. den Haushaltsverbrauch oder Typ und Verbrauch des aktuellen Heizsystems, die auch an anderen Stellen im Projekt verwendet werden. Werte, die Sie in einem Szenario geändert haben, bleiben davon unberührt.

Wie benenne ich ein Szenario um oder lösche es?

Über das …-Menü am Reiter des Szenarios. Dort finden Sie auch Simulation löschen. Der Reiter Bestand kann weder umbenannt noch gelöscht werden.

Welche Auflösung sollte ich wählen?

Für die meisten Einfamilienhäuser ist Stündlich die richtige Wahl: Standardprofile und Wetterdaten liegen stündlich vor, eine feinere Auflösung liefert damit dieselben Ergebnisse.

Eine feinere Auflösung lohnt sich, wenn Sie gemessene Daten in 30-, 15- oder 1-Minuten-Werten haben – z. B. bei Gewerbe- und Industriekunden oder für Märkte, in denen in 30-Minuten-Intervallen abgerechnet wird. Kurze Lastspitzen, die in einem Stundenwert verschwinden würden, werden so sichtbar.

Beachten Sie, dass die Berechnung bei feineren Auflösungen länger dauern kann (1 Minute = 525.600 Zeitschritte pro Jahr).

Welche Nutzungsverhalten stehen für den Haushalt zur Verfügung?

Standard, Home Office, Hauptsächlich morgens, Hauptsächlich abends, Winterhoch, Sommerhoch sowie Benutzerdefiniertes Lastprofil. Die Varianten verschieben den Verbrauch innerhalb des Tages bzw. des Jahres – der Jahresverbrauch bleibt immer gleich.

Welches Jahr wird simuliert?

Die Simulation verwendet ein Referenzjahr mit 365 Tagen (ohne Schalttag) in Normalzeit, also ohne Zeitumstellung. Gesetzliche Feiertage werden wie Sonntage behandelt.

Wird die Wallbox aus dem Speicher versorgt?

Mit der Betriebsstrategie Eigenverbrauch maximieren versorgt der Speicher nur Haushalt und Wärmepumpe. Die Wallbox erhält Solarstrom direkt und sonst Netzstrom. Mit der Betriebsstrategie Tarifarbitrage können Sie Speicher darf Wallbox versorgen aktivieren.

Was wird (noch) nicht berücksichtigt?

Dynamische Börsenstrompreise, Einspeisebegrenzungen bzw. Abregelung, Sperrzeiten sowie die Einspeisung aus dem Speicher ins Netz werden aktuell nicht simuliert. Eine Netzladung des Speichers erfolgt nur mit der Betriebsstrategie Tarifarbitrage.

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