Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach

Wyler, David

doi:10.21256/zhaw-26402

Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.21256/zhaw-26402

Publication type:	Bachelor thesis
Title:	Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach
Authors:	Wyler, David
Advisors / Reviewers:	Stocker, Nicolas Rohrer, Jürg
DOI:	10.21256/zhaw-26402
Extent:	87
Issue Date:	2022
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	German
Subjects:	Integration neue erneuerbare Energien; Stromversorgung; Modellierung von Produktions- und Lastzeitreihen; SWEET-EDGE; Autarkie in Mittellandgemeinden
Subject (DDC):	333.79: Energy
Abstract:	Im Rahmen des EDGE Konsortiums und der Klimaziele des Bundes wird für die Mittellandgemeinde Wittenbach untersucht, wie hohe Anteile an erneuerbaren Energien im Energiesystem erreicht werden können. Die Integration fluktuierender Solarstromerzeugung ins Stromnetz stellt dabei eine Herausforderung hinsichtlich der zeitlichen Übereinstimmung von Last und Erzeugung dar. Diesbezüglich fehlte für Wittenbach eine Abbildung der Stromverbrauchs- und Erzeugungssituation für das Jahr 2050 anhand von Last- und Erzeugungsprofilen. Weiter sollte untersucht werden, inwiefern die Gemeinde sich im Jahr 2050 selbst mit Strom versorgen kann und Flexibilitätspotentiale zu einem Ausgleich zwischen Produktion und Verbrauch beitragen können. Ausgehend von den Zielwerten des Szenario «ZERO Basis» der Energieperspektiven 2050+ (EP2050+) wurden durch unterschiedliche Disaggregationsmethoden Werte für Stromverbrauchs- und Erzeugungsposten in Wittenbach im Jahr 2050 abgeleitet. Diese Werte bildeten die Grundlage zur Skalierung von Last- und Erzeugungsprofilen in 15-Minuten Auflösung in R. Um Flexibilitätspotentiale zu untersuchen, wurden neben einer Grundvariante mit unkoordinierten Profilen drei weitere, aufeinander aufbau-ende Varianten mit Flexibilisierung des Elektromobilitäts- und Wärmepumpenverbrauchs und der ARA-Erzeugung erstellt. In einer fünften Variante wurde die Auswirkung eines stärkeren Ausbaus von Fassaden PV-Anlagen untersucht. Die Varianten wurden anhand von Kennwerten wie Eigenverbrauchs- und Autarkiegrad, Überschüssen und Defiziten verglichen. Die Modellierung ergab für die Grundvariante ohne Flexibilität, dass sich Wittenbach bei den disaggregierten Verbrauchs- und Erzeugungswerten im Jahr 2050 zu 42 % selbst mit elektrischer Energie versorgen kann. In der Variante mit Flexibilisierung von Elektromobilität, Wärmepumpen und ARA steigt der Autarkiegrad auf 46.1 %. Wird zusätzlich die Fassaden-PV stärker ausgebaut, sind es 48.9 %. Die Versorgungslücke trotz PV-Ausbau gemäss EP2050+ ist darauf zurückzuführen, dass in der Modellierung die Erzeugung auswärtiger Wasserkraft, die aktuell 65 % des Stromverbrauchs von Wittenbach ausmacht, nicht berücksichtigt wurde. Dadurch steht im Winter und während der Nacht zu wenig Leistung zur Verfügung, um die Grundlast abzudecken. Für andere Mittellandgemeinden ohne grosse Laufwasser-kraftwerke oder Windkraftanlagen ist eine vergleichbare Situation zu erwarten.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/26402
License (according to publishing contract):	CC BY 4.0: Attribution 4.0 International
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Appears in collections:	Bachelorarbeiten Umweltingenieurwesen

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
2022_Wyler_David_BA_UI.pdf		3.99 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record

Wyler, D. (2022). Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach [Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-26402

Wyler, D. (2022) Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach. Bachelor’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-26402.

D. Wyler, “Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach,” Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2022. doi: 10.21256/zhaw-26402.

WYLER, David, 2022. Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach. Bachelor’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Wyler, David. 2022. “Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach.” Bachelor’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-26402.

Wyler, David. Modellierung von Erzeugungs- und Lastzeitreihen in R für die Gemeinde Wittenbach. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2022, https://doi.org/10.21256/zhaw-26402.