Wärmepumpenstudie

Wachsende Netzlast durch den Hochlauf von Wärmepumpen

Mit dem zu erwartenden Hochlauf von Wärmepumpen und anderen elektrischen Lasten im Zuge der Energiewende steigt die Gesamtlast im Stromnetz. Netzbetreiber müssen diese Entwicklung bei der Netzplanung berücksichtigen. Bei der Bewertung des Einflusses von Wärmepumpen auf das Stromsystem ist zwischen dem Betriebsverhalten einzelner Wärmepumpen sowie dem Verhalten eines großen Pools an Wärmepumpen zu unterscheiden. Auch wenn Wärmepumpen zur Raumheizung in ihrem Betriebsverhalten und ihrer Leistungsaufnahme vor allem durch die Außentemperatur beeinflusst werden, können bei einzelnen Wärmepumpen sehr unterschiedliche Betriebszustände auftreten. Für einen Pool an Wärmepumpen erfolgt typischerweise eine Mittelung, die zu charakteristischen Tagesgängen führt. Auch bei der Betrachtung der Höchstlast ergeben sich bei einem Pool von Wärmepumpen Mittelungseffekte, die mit Gleichzeitigkeitsfaktoren bzw. Gleichzeitigkeitsfunktionen beschrieben werden können. Für den zukünftigen Betrieb von Wärmepumpen ist zudem zu erwarten, dass eine gewisse Zahl an Kunden auf externe Signale, wie z.B. dynamische Stromtarife oder auch dynamische Netzentgelte, reagieren werden, was zu einem veränderten Betriebsverhalten sowohl von einzelnen Anlagen als auch eines gesamten Pools an Wärmepumpen in einem Netzgebiet führen wird.

Datengestützte Analyse des Betriebsverhaltens in München

In der vorliegenden Studie wurden auf Grundlage von mehrjährigen Betriebs- und Monitoringdaten die wesentlichen Einflussfaktoren auf das Betriebsverhalten von Wärmepumpen identifiziert, so dass temperaturabhängiger Tageslastgänge abgeleitet werden konnte. Mit Hilfe von an die Messdaten angepassten Simulationsmodellen konnten die Lastgänge an die spezifischen Rahmenbedingungen des Stadtgebiets München angepasst werden und Gleichzeitigkeitsfunktionen für die klimatischen Bedingungen im Münchner Raum bestimmt werden.

Flexibilitätsbewertung durch Simulation zukünftiger Betriebsweisen

Darauf aufbauend wurden die Simulationsmodelle genutzt, um die potenziellen Auswirkungen einer Flexibilitätserschließung zu analysieren. Dabei flossen unterschiedliche Annahmen zu zukünftigen Preisentwicklungen sowie mögliche technische Optionen in die Bewertung ein.