Reduktion von C02 Emission durch eine kombinierte Regelungsstrategie für PV-KWK Hybridsysteme

Die Reduzierung der Treibhausgasemissionen, insbesondere von CO2 ist eines der wichtigsten Ziele im Rahmen der europäischen Energiepolitik. Im Folgenden wird untersucht, ob die Kopplung von zwei unterschiedlichen dezentralen Erzeugungsanlagen, einem Photovoltaiksystem (PV) und einem Blockheizkraftwerk (Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK)) in einem Haushalt, einen Beitrag leisten kann. Dazu wurde eine Regelung entwickelt, die aus einem Optimierer und einer regelbasierten Nachregelung besteht. Die Nachregelung korrigiert die Vorgaben des Optimierers, sollte es zu Abweichungen der Last- und Erzeugungsprognosen kommen. Die Ergebnisse werden beispielhaft an einem Übergangstag im April diskutiert. Als Ergebnis der CO2 minimierenden Optimierung ergibt sich eine flexible Regelung der Anlagen, die eine strom-autarke Energieversorgung bevorzugt. PV Strom ist mit der kleinsten CO2 Emission verbunden, während der Netzstrom in Deutschland durch den vorhandenen Strommix noch hohe CO2 Emissionen zur Folge hat. Der Eigenverbrauch, unter Verwendung einer Batterie, von PV-Strom wird gegenüber dem Verbrauch des KWK-Stroms bevorzugt, da dieser der CO2 freundlichste Strom ist. Am Beispieltag kann unter Einsatz von ca. 11 % höheren Kosten etwa 13 % der CO2 Emissionen vermieden werden. An Sommertagen liegt die Reduktion der CO2-Emissionen sogar bei 50 % ohne zusätzliche Betriebskosten. Die Regelung ist sehr flexibel und reagiert auf sich ändernde Eingabeparameter, z.B. CO2 Emissionswerte, so dass eine Anlage auch langfristig in der Lage wäre, sich an wandelnde Werte anzupassen, sollte z. B. der Energiemix im Verbundnetz zunehmend aus erneuerbaren Energien bestehen, oder in einem anderen Land ein anderer Energiemix vorliegen. Die hier dargestellten Ergebnisse basieren auf einer Simulation und werden zurzeit an einer realen Laboranlage getestet.