Berechnungen

Der GZF, der für das jeweilige Bedarfsermittlungsverfahren anzunehmen wäre, wird mit dem GZF, den ein Planer – hätte er die Messergebnisse vorliegen – berechnen könnte, wie folgt verglichen: Bild 2a zeigt die Zusammensetzung einer Siedlung aus 113 Einfamilienhäusern und einem Betriebsgebäude, in Summe ergibt sich eine rech­nerische Anschlussleistung von 1 480 kW.

Der GZF wird aus dem Maximum der Messdaten und den summierten Anschlussleistungen gebildet. Nachfolgend soll nun untersucht werden, ob der GZF für die Bedarfsermittlungsverfahren ähnlich hoch ist. Bei den Bedarfsermittlungsverfahren sind die Leistungsmaxima der einzelnen Gebäudetypen zeitlich gegeneinander verschoben, so dass das gemeinsame Leistungsmaximum kleiner ist als die Summe aller einzelnen Leistungsmaxima (Bild 2b). So ist hier die Gleichzeitigkeit schon teilweise berücksichtigt, womit bei den Bedarfsermittlungsverfahren ein zusätzlicher GZF weniger erreichen, also näher an eins sein muss, als ein GZF bei den Planungsdaten. Bild 2b ergibt die in Bild 3 bunt eingefärbten Balken. Dem Ergebnis für die Messdaten entspricht der schwarze Balken (Bild 2a). Die Verfahren erfüllen den in Bild 2 hergeleiteten Zusammenhang.

Die GZF für Sochinsky-Ansatz und BHKW-Plan stimmen sehr gut mit dem GZF der Messdaten überein (Bild 3). In Bild 1 und 3 ist erkennbar, dass die oben erklärte Glättung der Extrema, die im BDEW-Verfahren vorgenommen wird, zu einem GZF von ungefähr eins führt und damit das Lastmaximum schon ohne GZF sehr nahe dem der Messdaten liegt. Sophena wurde mit dem GZF von eins und dem Standardwert der Glättung von zehn angewendet. Für das Neubaugebiet und das Mischgebiet 1 zeigt das Ergebnis, dass die Glättung bereits zum Übereinstimmen der maximalen Leistung mit dem der Messdaten führt. Sophena ist das einzige Verfahren, das dem Anwender die Umsetzung des GZF auf die gesamte JDL ermöglicht. Eine Übersicht aller Ergebnisse ist in Bild 3 festgehalten. Mit Vorbehalt ist das Ergebnis des BDEW-Ver­fahrens für das Altbaugebiet zu betrachten. Denn hier wurde der Gesamtjahresenergiebedarf im Ver­hältnis zu den Mess­daten um 4 % überschätzt (Tafel 3). Dadurch kann auch das Leistungsmaximum der JDL höher liegen, so dass der GZF hierdurch beeinflusst wäre.

Ergebnis

Die Vorhersage der Bedarfsermittlungsverfahren sollte vor allem für den kalkulierten Energiebedarf und die maximal benötigte Leistung der Siedlung geeignet sein. In beiden Kriterien sind alle Verfahren von der Qualität her gleichwertig. Sie unterscheiden sich aber darin, ob der GZF wie bei BDEW und Sophena (mit Glättungsfaktor zehn) inhärent enthalten ist oder vom Planer noch bestimmt und angewendet werden muss. Die Untersuchung zeigt, dass der GZF für Sochinsky und BHKW-Plan gut mit dem planerisch ermittelten für alle Siedlungstypen über­einstimmt. Auch die VDI-Richtlinie hat eine hohe Entsprechung, ist aber nur für eine Siedlung gültig, da alle anderen auch Nichtwohngebäude enthalten. Ein Nachteil der drei letztgenannten Verfahren ist, dass der GZF im Vorfeld unbekannt ist, aber geschätzt werden muss. Diese hier resultierende Tendenz zur Übereinstimmung der Verfahren mit den Messdaten ist jedoch nicht als allgemeingültige Regel zu verstehen, da hierfür zu wenig Messdatensätze untersucht wurden.

Der Aufwand für die Implementierung des BDEW-Verfahrens ist im Vergleich zu den anderen hier untersuchten Verfahren hoch. Ein mittlerer Aufwand ist gegeben, um mit der VDI 4655 JDL für Siedlungen zu berechnen. Der Vorteil der gemessenen Profile aus der VDI 4655 ist die hohe zeitliche Auflösung von 1 bzw. 15 Minuten für EFH und MFH. Ein geringer Aufwand zur Erstellung von JDL ist bei Sochinksy, Sophena und BHKW-Plan gegeben.

Literatur

[1]    BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e. V. (2016): BDEW/VKU/GEODE-Leitfaden. Abwicklung von Standardlastprofilen Gas; zuletzt geprüft am 21.06.2018.
[2]    BGW Bundesverband der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft (Hrsg.) (2006): Praxisinformation P 2006/8. Gastransport/Betriebswirtschaft. Anwendung von Standardlastprofilen zur Belieferung nicht-leistungsgemessener Kunden.
[3]    Geiger, B.; Hellwig, M. (2002): Gaslastprofile für nicht leistungsgemessene Kunden. In: BWK. Das Energie-Fachmagazin 54 (5), S. 56 – 62.
[4]    Hellwig, M. (2003): Entwicklung und Anwendung parametrisierter Standard-Lastprofile. Dissertation. Technische Universität München, München. Energiewirtschaft und Anwendungstechnik. Online verfügbar unter https://mediatum.ub.tum.de/doc/601557/601557.pdf.
[5]    VDI-Richtlinie 4655, 2008-05: Referenzlastprofile von Ein- und Mehrfamilienhäusern für den Einsatz von KWK-Anlagen.
[6]    Dubielzig, G. (2007): Referenzlastprofile von Ein- und Mehrfamilienhäusern für den Einsatz von KWK-Anlagen. Als Ms. gedr. Düsseldorf: VDI-Verlag (Fortschritt-Berichte VDI Reihe 6, Energietechnik, 560).
[7]    Blesl, M.; Kempe, S.; Ohl, M.; Fahl, U.; König, A.; Jenssen, T.; Eltrop, L. (2008): Wärmeatlas Baden-Württemberg. Erstellung eines Leitfadens und Umsetzung für Modellregionen; zuletzt geprüft am 24.01.2019.
[8]    Sochinsky, B. (1918): Die Vorausberechnung der Selbstkosten von Elektrizitätswerken. In: etz-a vol. 39.
[9]    Carmen e. V. (2017): Sophena – Planung von Heizwerken und Nahwärmenetzen. Benutzerhandbuch.
[10]    Steinborn, F. (2013): BHKW-Plan Handbuch. Auslegung und Wirtschaftlichkeitsberechnung von Blockheizkraftwerken. Version 1.16.007; zuletzt geprüft am 27.06.2019.
[11]    Winter, W.; Haslauer, Th.; Obernberger, I.: Untersuchungen der Gleichzeitigkeit in kleinen und mittleren Nahwärmenetzen. In: EuroHeat&Power (2001) H. 9, S. 53 – 57 und H. 10, S. 42 – 47.

Anna Vannahme (M.Sc.), wissenschaftliche Mitarbeiterin, anna.vannahme@thi.de; Mathias Ehrenwirth (M.Eng.), wissenschaftlicher Mitarbeiter; Prof. Dr.-Ing. Tobias Schrag, Bereichsleiter Gebäudeenergiesysteme, Institut für neue Energie-Systeme, Technische Hochschule Ingolstadt, Ingolstadt, www.thi.de