Batteriespeicher-Dimensionierung

Eingabeparameter

PV-Anlage / Messpunkt:

Batteriekapazitäten zum Testen (kWh)

Kapazität 1:

Kapazität 2:

Kapazität 3:

Kapazität 4:

Kapazität 5:

Kapazität 6:

Technische Parameter

Wirkungsgrad (%):

Max. Ladeleistung (kW):

Max. Entladeleistung (kW):

Wirtschaftliche Parameter

Netzbezugspreis (CHF/kWh):

Batteriekosten (CHF/kWh):

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Ergebnisse

Datengrundlage:

Zeitraum

PV-Produktion

Netzbezug

Netzeinspeisung

Kapazität (kWh)	Zyklen pro Jahr	Vermiedener Netzbezug (kWh/Jahr)	Jährliche Einsparung (CHF)	Amortisation (Jahre)	ROI (%)

Konzept der Batteriespeicher-Dimensionierung

Grundprinzip

Die Batteriespeicher-Dimensionierung basiert auf der Analyse historischer Energiedaten (PV-Produktion, Netzbezug, Netzeinspeisung) um die optimale Batteriegröße für maximale Wirtschaftlichkeit zu ermitteln.

Energiebilanz am Gebäude:

Gebäudelast = PV-Produktion + Netzbezug - Netzeinspeisung

Batterie-Betriebsstrategie

Priorität 1: Netzbezug reduzieren

Wenn Netzbezug > Netzeinspeisung (netto importierend):
→ Batterie entladen um Netzbezug zu reduzieren

Priorität 2: Überschussenergie speichern

Wenn Netzeinspeisung > Netzbezug (netto exportierend):
→ Batterie laden aus Überschussenergie

Wichtige Erkenntnis: Simultaner Import/Export

In der Praxis können Netzbezug und Netzeinspeisung gleichzeitig auftreten (z.B. durch verschiedene Phasen). Daher arbeitet die Simulation mit dem Netto-Energiefluss:

Netto-Energiefluss = Netzbezug - Netzeinspeisung
Positiv = Netto-Import (Batterie entladen)
Negativ = Netto-Export (Batterie laden)

Simulationslogik

Für jedes 15-Minuten-Intervall:

Berechne Netto-Energiefluss
Bei Netto-Import: Entlade Batterie (maximal verfügbare Energie, max. Entladeleistung)
Bei Netto-Export: Lade Batterie (maximal freie Kapazität, max. Ladeleistung)
Berücksichtige Wirkungsgrade (Laden/Entladen)
Respektiere SOC-Grenzen (10%-95%)

Wirtschaftliche Bewertung

Für jede Batteriegröße wird berechnet:

Vermiedener Netzbezug: Energie die aus Batterie statt aus Netz kommt
Jährliche Einsparung: Vermiedener Netzbezug × Strompreis
Investition: Batteriekapazität × Kosten pro kWh
Amortisationszeit: Investition / Jährliche Einsparung
ROI (15 Jahre): (Gesamteinsparung - Investition) / Investition × 100%

Methodik & Annahmen

Datengrundlage

Historische 15-Minuten-Messdaten aus lokaler Datenbank
Typischerweise 90-365 Tage Verlauf
Felder: produce_tot, demandvnb_tot, re_tot
Einheit: Wh pro 15-Minuten-Intervall

Batterie-Parameter

Parameter	Standardwert	Beschreibung
Kapazität	5-30 kWh	Nutzbare Batteriekapazität
Ladewirkungsgrad	95%	Energieverlust beim Laden
Entladewirkungsgrad	95%	Energieverlust beim Entladen
Roundtrip-Effizienz	~90%	Laden + Entladen
Max. Ladeleistung	5 kW	Maximale Leistung beim Laden
Max. Entladeleistung	5 kW	Maximale Leistung beim Entladen
Min. SOC	10%	Batterieschutz (nicht tiefer entladen)
Max. SOC	95%	Batterieschutz (nicht höher laden)

Wirtschaftliche Annahmen

Parameter	Standardwert	Anmerkung
Netzbezugspreis	0.25 CHF/kWh	Typischer Schweizer Strompreis
Batteriekosten	800 CHF/kWh	Installierte Kosten inkl. Wechselrichter
Lebensdauer	15 Jahre	Typische Batterielebensdauer
Wartungskosten	0	Nicht berücksichtigt (vereinfachend)
Degradation	0	Nicht berücksichtigt (vereinfachend)

Limitierungen

Historische Daten prognostizieren nicht zwingend Zukunft
Keine Berücksichtigung von Preisentwicklungen
Keine Degradation über Lebensdauer modelliert
Keine Wartungs-/Reparaturkosten
Keine Förderungen/Subventionen berücksichtigt
Vereinfachte Batteriemodellierung (kein Temperatureinfluss, etc.)

Quellcode

Das Simulationsskript ist verfügbar unter:

/home/pymbrtu/scripts/battery_sizing_simulator.py