Bereitstellung von Kälte im Oman – ein lineares Optimierungsproblem unter besonderer Berücksichtigung unterschiedlicher Speichermöglichkeiten (Köhler et al. 2019)
Silke Köhler, Franziska Pleißner, Henning Francke, Jann Launer und Christoph Pels Leusden
Die Arbeit analysiert thermische und elektrische solare Kühlsysteme hinsichtlich des Einflusses von Energiespeichern mit Hilfe des Open-Source-Tools Open Energy Modelling Framework (oemof).
Die Systeme werden unter Berücksichtigung verschiedener Speicherkonfigurationen und Randbedingungen, wie z. B. eines erforderlichen Solaranteils, im Hinblick auf geringste Kosten optimiert. Die Ergebnisse verdeutlichen, welche Bedeutung die verschiedenen Speichermöglichkeiten für die Größe der Systemkomponenten und den solaren Deckungsgrad haben. Eine optimale solarelektrische Kühlung erreicht solare Deckungsgrade von über 65 %, eine optimale solarthermische Kühlung von Solarfraktionen von über 87 %, mit einem klaren wirtschaftlichen Vorteil für die solare elektrische Kühlung. Die Speicherung elektrischer Energie leidet unter hohen Investitionskosten (im Vergleich zu anderen Speicheroptionen) und ist nicht Teil der kostenoptimalen Lösungen. Eine Sensitivitätsanalyse zeigt, dass selbst 50% geringere Speicherkosten und gestiegene Strompreise einen rentablen Einsatz von großen Elektrospeichern nicht zulassen. Um den solaren Anteil der solaren elektrischen Kühlung auf mehr als 65 % zu erhöhen, ist der Einsatz von Stromspeichern zwingend erforderlich.
Bei beiden Konzepten können durch Erhöhung der jeweiligen Speichergrößen höhere als kostenoptimale Solarfraktionen erreicht werden. Solare Deckungsgrade von bis zu 95 % sind nach wie vor wirtschaftlich sinnvoll. Solare Deckungsgrade über 98 % führen jedoch zu einer extremen Kostensteigerung.