Einfluss von heterogenen Parametern auf die Kennzahlen von Energiegemeinschaften

Abstract

Decarbonizing electrical power generation is an essential part of mitigating climate change. Energy communities offer private individuals and companies the opportunity to actively participate in this. Within an energy community, locally generated renewable energy can be distributed, traded, stored and consumed. For successful planning and long-term operation of energy communities, a sound understanding of the processes and influencing factors is indispensable.This thesis therefore deals with an in-depth analysis of the influence of heterogeneous parameters on the key performance indicators of energy communities. For this purpose, a simulation framework based on the BIFROST platform was developed, with the help of which it is possible to define, simulate and evaluate different scenarios. Relevant technical, ecological and social parameters as well as environmental influences were identified and their impact on technical, economic and ecological key performance indicators was simulated.The scenarios defined in this thesis show a predominantly technical, ecological and social advantage, while financial profits depend strongly on the current market situation. The topology of an energy community contributes significantly to its success. A focus on the expansion of individual self-sufficiency shows disadvantages with regard to the effectiveness of energy communities. When designing modern low-voltage grids, it is therefore important to weigh up whether community measures are preferable to individual measures.

Die Dekarbonisierung der elektrischen Energieerzeugung ist ein wesentlicher Bestandteil zur Eindämmung des Klimawandels. Energiegemeinschaften bieten Privatpersonen und Unternehmen die Möglichkeit, sich aktiv daran zu beteiligen. Innerhalb einer Energiegemeinschaft kann die lokal erzeugte erneuerbare Energie verteilt, gehandelt, gespeichert und verbraucht werden. Für eine erfolgreiche Planung und den langfristigen Betrieb von Energiegemeinschaften ist ein fundiertes Verständnis über die Abläufe und Einflussfaktoren unumgänglich. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich daher mit einer tiefgehenden Analyse des Einflusses von heterogenen Parametern auf die Kennzahlen von Energiegemeinschaften. Dazu wurde ein, auf der Plattform BIFROST basierendes, Simulationsframework entwickelt, mithilfe dessen es möglich ist unterschiedliche Szenarien zu definieren, zu simulieren und auszuwerten. Es wurden relevante technische, ökologische und soziale Parameter sowie Umwelteinflüsse identifiziert und deren Auswirkung auf technische, ökonomische und ökologische Kennzahlen simulativ ermittelt. Die im Rahmen dieser Diplomarbeit definierten Szenarien zeigen einen überwiegend technischen, ökologischen und sozialen Vorteil, während finanzielle Profite stark von der aktuellen Marktsituation abhängen. Die Topologie einer Energiegemeinschaft trägt dabei wesentlich zum Erfolg dieser bei. Ein Fokus auf den Ausbau individueller Autarkie zeigt Nachteile in Hinblick auf die Wirksamkeit von Energiegemeinschaften. Bei der Gestaltung moderner Niederspannungsnetze gilt es daher abzuwägen, ob gemeinschaftliche Maßnahmen im Vergleich zu individuellen Maßnahmen zu bevorzugen sind.