Energie Glossar

Autarkiegrad

Der Autarkiegrad gibt grundsätzlich Auskunft, wie gut die selbsterzeugte Energie einer PV Anlage im Gebäude genutzt wird.

Um den Autarkiegrad zu erhöhen, können diverse Punkte im Gebäude angegangen werden.

Diese sind:

  • PV Anlage montieren
  • Batteriespeicher montieren
  • Verbraucher und Erzeuger über ein intelligentes Energie Management System zusätzlich steuern
Somit kann der selbsterzeugte Strom der PV Anlage direkt im Gebäude verbraucht, oder in der Batterie zwischengespeichert werden.

Daraus ergeben sich folgende Vorteile :

  • Man braucht keine bis wenig Energie vom öffentlichen Netz beziehen.
  • Man kann bei Energiesättigung im Gebäude als letzte Option zurück ins Netz speisen.
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Das Maximum an Autarkiegrad wird erreicht, wenn alle grossen Erzeuger und Verbraucher in einem Gebäude über ein Energiemanagement System, kurz EMS verbunden und gesteuert werden.

Dadurch ist es nicht nur möglich PV Energie in der Batterie zu speichern, sondern diese auch besser aufzuteilen.

Weiteres Vorteile des EMS:

  • Den PV-Überschuss direkt an andere Geräte im Gebäude verteilen
  • Dieser Überschuss wird dort somit direkt verbrauch
Nutzen Sie das EMS, inklusive den Algorithmen und den Machine Learning Tools von Lynus um das Optimum aus Ihrer Anlage zu holen.

Schnittstellen

Damit Lynus mit Geräten oder schon bestehende Leitsysteme (GLT‘s) in einem Gebäude kommunizieren kann, braucht es sogenannte Schnittstellen. Über diese Schnittstellen können dann Regelungen vorgenommen oder Daten ausgelesen werden.

Geräte die über Schnittstellen kommunizieren sind unter anderem folgende:

  • Ladestationen
  • Batteriespeicher
  • Wärmepumpen
  • E-Heizeinsätze
  • PV- Anlagen
  • Energie Messgeräte
  • u.v.m.

Leitsysteme die über Schnittstellen kommunizieren sind unter anderem folgende:

  • GLTs (Gebäudeleitsystem)
  • Bestehende Regelsysteme
  • u.v.m.
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Mit dem Lynus Echtzeitsystem vor Ort, bei welchem wir auf IPC’s der Firma Beckhoff setzen, haben wir eine extreme Flexibilität an Schnittstellen zu bieten um mit Geräten vor Ort zu kommunizieren.

Einige gängige Schnittstellen im Überblick:

  • Modbus TCP
  • TCP/IP
  • UDP
  • Modbus RTU
  • HTTP/HTTPS
  • MQTT
  • OPC UA
  • BacNet IP
  • CAN
  • RS485
  • RS232
  • EtherCAT
  • M-Bus
  • Analoge Ein- und Ausgänge (0-10V oder 4-20mA)
  • Digital Ein- und Ausgänge

Sollten Sie im Besitz eines Gerätes sein, welches noch nicht im Lynus System eingebunden ist, dann zögern Sie nicht und treten Sie mit uns in Kontakt.

Der NA-Schutz

Um im Falle eines Blackouts, bzw. eines Ausfalles des öffentlichen Stromnetzes ein Inselnetz im Gebäude aufzubauen, benötigt es folgende Komponenten:

  • Batteriespeicher mit inselnetzfähigem Batteriespeicher
  • NA- Schutz

Dieser NA-Schutz wird somit benötigt, um das öffentliche Stromnetz „elektrisch“ vom Stromnetz im Gebäude zu trennen. Ansonsten würde man beim Aufbauen des Inselnetzes zurück ins öffentliche Netz speisen. Daher ist vom Gesetzgeber ein solcher NA-Schutz Pflicht.

Der NA-Schutz besteht normalerweise aus folgenden Komponenten :

  • Netzüberwachungsgerät (Muss zertifiziert dafür sein und die Normen pro Land erfüllen)
  • Leistungsschütz (Um die elektrischen Phasen zwischen öffentlichem Netz und Gebäude zu trennen/verbinden)
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Der Vorgang beim Aufbau des Inselnetzes ist daher wie folgt:

  • Öffentliches Netz fällt aus
  • Netzanalysegerät fällt aus und übermittelt das an das EMS oder Batteriewechselrichter über einen Kontakt
  • Die Kontakte vom Leistungsschütz zwischen Gebäude und öffentlichem Netz sind geöffnet
  • Batteriewechselrichter baut Inselnetz auf
  • Gebäude somit wieder mit Leistung versorgt

Der Vorgang beim Abbau des Inselnetzes ist wie folgt :

  • Öffentliche Netz kommt zurück
  • Netzanalysegerät signalisiert das an EMS oder Batteriewechselrichter
  • Inselnetz wird abgebaut
  • Kontakte vom Leistungsschütz schliessen nach der Zeit, die von der Norm im jeweiligen Land vorgegeben wird, wieder.
  • Gebäude hängt somit wieder am öffentlichen Netz und der Batteriewechselrichter kann sich wieder darauf synchronisieren.

Inselnetz

Als Inselnetz wird eine „Energieanlage“ bezeichnet, die ohne einen öffentlichen Stromanschluss auskommt. Um ein Inselnetz (1P 230V oder 3P 400V) aufbauen zu können, muss dies der Batteriewechselrichter allerdings unterstützen.

Folgende Komponenten dienen in einer Inselanlage als Energiegewinnung :

  • Wasserkraftwerke
  • PV-Anlagen über Wechselrichter
  • Windkraftanlagen über Wechselrichter

Die so erzeugten Energien werden dann entweder in der Batterie zwischengespeichert, oder direkt mit den Verbrauchern im Gebäude verbraucht.

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Da die Komponenten für die Energiegewinnung bei einer Inselanlage auch mal keine Energie liefern können, anhand von schlechtem Wetter (PV-Anlage) usw. ist es ratsam parallel ein Backup System zu verbauen.

Backup Systeme können sein:

  • Brennstoffzellen und DC gekoppelt mit der Batterie
  • Generator und AC gekoppelt mit der Batterie (Generator muss sich aufsynchronisieren können auf Wechselrichter Netz)
  • Generator versorgt ein Batterieladegerät und ist DC gekoppelt mit der Batterie

1-Phasige und 3-Phasige Inverter Systeme

Anbei möchten wir kurz den Unterschied zwischen 1-Phasigen Invertersystemen und 3-Phasigen Invertersystemen erklären. In der Realität kommen allerdings 3-Phasige Systeme häufiger zum Einsatz.

Ein 1-Phasiges System hat folgende Spezifikationen:

  • 230V AC Spannung
  • 1 Phase
  • Neutralleiter
  • Findet man je nach Land meistens nur in Einfamilienhäusern

Ein 3-Phasiges System hat folgende Spezifikationen:

  • 400V AC Spannung
  • 3 Phasen (L1, L2 und L3)
  • Neutralleiter (je nach Verbraucher nicht immer nötig)
  • Findet man in jedem grösseren Gebäude
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Den Netzanschluss softwaretechnisch vergrössern

Die Grösse des öffentlichen Netzanschlusses bei einem Gebäude gibt an, wieviel kW von diesem Maximal bezogen werden dürfen oder können.

Durch den stetig wachsenden Energiebedarf in Gebäuden, vor allem durch die Elektromobilität, müssen Gebäudebesitzer häufig ihren Netzanschluss zwangsweise vergrössern.

Dies ist jedoch technisch nicht immer möglich und falls doch, führt dies zu steigenden Anschlussgebühren.

Mit einem intelligenten EMS wie es Lynus hat und einem dazu passenden Batteriespeicher inkl. PV, ist es möglich den Netzanschluss gleich zu belassen und diesen softwaretechnisch zu erhöhen.

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Dieser Vorgang findet wie folgt statt:

  • Überschuss Energie der PV wird in der Batterie gespeichert
  • Bei Leistungsbedarf wird die Leistung am Netzanschluss durch die Batterieleitung und die der PV unterstützt
  • Sollte dies nicht ausreichen um den Bedarf zu decken, können Verbraucher dank des EMS in ihrer Leistung zurückgeregelt werden
  • Somit wird ein Überlasten des Netzanschlusses stets verhindert und dieser braucht dadurch nicht vergrössert werden

Überschussenergie

Überschussenergie finden wir an, wenn wir aktuell mehr Energie produzieren (z.B. durch die PV-Anlage) als wir momentan im Gebäude komplett verbrauchen können. Diese fliesst dann normalerweise unkontrolliert ins öffentliche Netz.

Diese Überschussenergie kann aber besser dank bestimmter Komponenten und dem EMS von Lynus genutzt werden:

  • Intern im Gebäude den Verbrauch decken (z.B. durch gezieltes Ansteuern bestimmter Verbraucher)
  • Weitere Überschussenergie in der Batterie zwischenspeichern um sie später zur Verfügung zu haben (Morgen oder Abendstunden wenn wenig PV)
  • Überschussenergie in thermischer Energie speichern (Buffer Temperatur bis zu einem gewissen Wert überfahren)
  • Wenn kompletter Verbrauch im Gebäude gedeckt ist, den Rest dann ins öffentliche Netz speisen
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Device - Gerät

Wenn man sich auf der Seite von Lynus befindet, findet man immer wieder die Begriffe Device oder auch Gerät. Mit diesen Begriffen verstehen wir in Lynus jedes Gerät, welches wir im Dashboard unter Werkbank erstellen können.

Dies können unter anderem folgende Geräte/Devices sein:

  • Thermischer Sollwertoptimierer
  • Lichtschalter
  • Antriebe
  • Ladestation
  • u.v.m.
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Hybridinverter

Als Hybridinverter, oder auch Hybrider Batterieinverter, wird ein solches Gerät bezeichnet, welches die Möglichkeit bietet dort eine Batterie und gleichzeitig eine PV Anlage anzuschliessen.

Anbei kurz die Spezifikationen eines Hybrid Wechselrichters :

  • Betrieb von Batterie und PV Anlage über ein Gerät
  • Verbindungsglied zwischen AC-Seite (Netz im Gebäude) und DC-Seite (Batterie und PV)
  • PV Anlage wird direkt DC-Seitig mit der Batterie gekoppelt. Somit ergibt dies einen besseren Wirkungsgrad
  • Kann je nach Ausführung auch ohne Batterie betrieben werden
  • In verschiedenen Leistungsklassen erhältlich
  • Kombination von AC gekoppelten PV Anlagen je nach Gerät auch möglich
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AC gekoppeltes System und DC gekoppeltes System

Bei Batteriesystemen gibt es grundsätzlich zwei verschiedene Arten von Systemen.

Einmal die AC-gekoppelten Systeme und einmal die DC-gekoppelten Systeme. Welches am besten für Sie geeignet ist, hängt von der Situation in Ihrem Gebäude ab.

Merkmale eines AC-gekoppelten Systems:

  • Kann bei einer bestehenden AC-PV Anlage nachgerüstet werden
  • Kopplung PV und Batterie über die AC-Seite
  • Grössere Verlustleistungen da die PV oder Batterieleistung immer von AC nach DC konvertiert werden muss oder umgekehrt.
  • Mann brauch mindestens zwei Geräte (Batterieinverter und PV Inverter)
  • Am besten geeignet für Bestandsanlagen
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Merkmale eines DC-gekoppelten Systems:

  • Kopplung PV und Batterie direkt über DC Seite.
  • Kleinere Verlustleistungen da die PV direkt auf den Batterie DC-Kreis aufgeschalten wird.
  • Ein Gerät reicht je nach Leistung von Batterie und PV aus (Hybridinverter)
  • Am besten geeignet für Neuanlagen
  • Kann auch bei einer bestehenden AC-PV Anlage nachgerüstet werden. Hängt jedoch vom Gerät ab. (Kopplung dann über AC Seite)