Wie verbrauche ich den Strom über den Tag verteilt – die Lastkurve

Im vorherigen Artikel „So sparen Sie Energie in Ihrem Zuhause“ haben Sie erfahren, wie Sie insgesamt Strom in Ihrem Zuhause verbrauchen – d. h. wie viel Prozent Ihres Stroms von bestimmten Geräten verbraucht werden. Doch wie verbraucht man tagsüber stundenweise Strom? Welche Geräte sind wann eingeschaltet und wie sieht Ihr Verbrauch morgens, abends, nachmittags und mitten in der Nacht aus?

Diese Informationen sind für Haushalte mit einer Photovoltaikanlage (PV) von großem Interesse, da sie wissen möchten, wie sie die Energiemenge, die sie ins Netz einspeisen, maximieren können, insbesondere wenn in ihrem Bundesstaat ein Solareinspeisetarif gilt.

Die Antwort auf diese Frage finden sich in dem, was Elektroingenieure und Energieanalytiker als „Lastkurve“ oder „Lastprofil“ bezeichnen. Es handelt sich um eine Grafik, die uns zeigt, wie hoch der Stromverbrauch zu verschiedenen Tageszeiten ist und aus welchen Komponenten dieser Gesamtverbrauch zu verschiedenen Zeiten besteht. Aufgrund klimatischer Schwankungen, der Verwendung von Gas für Heizung und Warmwasser sowie unterschiedlicher Verbreitungsraten von Haushaltsgeräten ist die Lastkurve für ein typisches Haus in jedem Bundesstaat Australiens unterschiedlich.

Die Sommerlastkurve

Es gibt zwei sehr unterschiedliche Lastkurven – eine für den Sommer und eine für den Winter. Tatsächlich unterscheidet sich die Lastkurve für einen extrem heißen Sommertag erheblich von der eines milden Sommertags (hauptsächlich aufgrund der Klimaanlage) und auch für einen sehr kalten und milden Wintertag (bedingt durch die Heizung). Eine interessante kleine Tatsache: Ingenieure können erkennen, wann in England ein wirklich wichtiges Fußballspiel stattfindet, weil zur Halbzeit jeder seinen Wasserkocher einschaltet, und das kann man an der landesweiten Belastungskurve sehen! Dennoch können wir verallgemeinern, um eine typische Lastkurve für Sommer- und Wintertage zu erhalten.

Die folgende Grafik zeigt uns, wie wir an einem Sommertag in NSW Strom verbrauchen. Es handelt sich lediglich um die Lastkurve für Haushalte in ganz NSW (gewerbliche und industrielle Lastkurven sehen wiederum ganz anders aus). Es ist in einen Regenbogen von Scheiben unterteilt, die darstellen, welche Geräte wann Strom verbrauchen.

Die Grafik beginnt um Mitternacht und befindet sich überraschenderweise zu diesem Zeitpunkt auf ihrem Höhepunkt. Warum ist das? Werden die meisten Menschen dann nicht im Bett liegen oder sich zum Schlafen ausruhen? Die Antwort ist heißes Wasser. Wie der cremefarbene Abschnitt der Grafik zeigt, sind alle elektrischen Warmwasserbereiter außerhalb der Hauptverkehrszeit so programmiert, dass sie um Mitternacht und 1 Uhr morgens mit voller Leistung eingeschaltet werden (um nachts von günstigerem Strom zu profitieren), was eine enorme Menge Strom verbraucht.

Erwartungsgemäß sinkt die Lastkurve in den frühen Morgenstunden stark ab, wenn alle schlafen und wenig Energie verbrauchen. Der Wert geht jedoch nicht annähernd auf Null, da viele Geräte wie Kühlschränke, Gefrierschränke, Warmwasserbereiter und Standby-Geräte noch eingeschaltet sind. Beachten Sie, dass sie einen sehr gleichmäßigen Verbrauchsstreifen bilden – sie sind immer eingeschaltet und verbrauchen daher im Laufe des Tages viel Energie.

Die Belastungskurve baut sich dann morgens auf und weist zwei kleine Spitzen auf, eine für den Morgentee und eine für das Mittagessen. Sie werden feststellen, dass diese beiden kleinen Unebenheiten hauptsächlich dadurch verursacht werden, dass Menschen Warmwasser nach Bedarf nutzen und Warmwasserspeicher verbrauchtes Wasser auffüllen müssen. Auch viele Geschirrspüler, Wasserkocher und Kochgeräte laufen zu dieser Zeit an.

Ab ca. 13 Uhr schalten sich die Klimaanlagen ein und das Lastprofil steigt regelrecht an. Um 17 Uhr geht es dann auf Hochtouren. Ungefähr zu dieser Zeit kommen die Leute von der Arbeit und der Schule nach Hause und schalten alle ihre Alltagsgeräte wie Fernseher, Kochgeräte sowie Lichter im ganzen Haus ein, was den Spitzenwert noch erhöht.

Ab ca. 21:00 Uhr beginnt sich die Situation zu beruhigen, wenn die Leute anfangen, sich zu entspannen, aber dann beginnt um 21:30 Uhr die Warmwasserbereitung außerhalb der Hauptverkehrszeit und die Nachfrage steigt wieder an.

Wie Sie sehen, sind Klimaanlagen, Warmwasserbereiter und Kühlschränke die dominierenden Teile dieses Diagramms. Und dies spiegelt sich auch im vorherigen Artikel „Wie Sie zu Hause Energie sparen können“ wider, wo sie jeweils 23 %, 37 % und 12 % ausmachten.

Die sommerliche Stromlastkurve für Haushalte in NSW
Quelle: EMET Consultants Pty Ltd

Die Winterlastkurve

Die Winterlastkurve unterscheidet sich deutlich von der Sommerlastkurve, was im Wesentlichen auf den Einfluss der Temperatur zurückzuführen ist. Es zeichnet sich durch die Zwillingsgipfel morgens und abends aus, während im Sommer nachmittags ein großer Hügel zu sehen ist. Der Winter beginnt um Mitternacht, ähnlich wie der Sommer, wenn außerhalb der Hauptverkehrszeit die Warmwasserbereiter auf Hochtouren laufen. Allerdings werden Sie im Vergleich feststellen, dass die Gesamtleistung deutlich höher ist, nämlich fast 1000 Megawatt für das gesamte Bundesland. Dies liegt daran, dass heißes Wasser im Winter noch mehr Energie zum Aufheizen benötigt als im Sommer (das Wasser beginnt kälter zu werden).

Wenn die Warmwasserbereiter heruntergefahren werden, sieht es in den frühen Morgenstunden ähnlich aus wie im Sommer. Beachten Sie jedoch, dass der Verbrauch bei Kühlschränken vergleichsweise geringer ist, da diese nun weniger stark arbeiten müssen, da die Luft draußen kalt ist.

Jetzt beginnen die Unterschiede erst richtig. Die Menschen beginnen aufzuwachen und schalten sofort Heizungen und Lichter ein und duschen heiß. Dies verursacht den morgendlichen Anstieg, der im Laufe des Tages allmählich nachlässt, wenn die Menschen kein heißes Wasser mehr verwenden und die Heizungen herunterdrehen. Im Winter ist es mitten am Tag recht ruhig, aber im Sommer geht es, wie wir bereits gesehen haben, in Bewegung.

Um 17 Uhr beginnt die Nachfrageexplosion erneut, und die Warmwasser-, Heiz- und Beleuchtungslast wird mit Kochen und Unterhaltung gekoppelt, sodass sie gegen 19 Uhr ihren Höhepunkt erreicht, wenn die Leute die Nachrichten schauen und das Abendessen kochen. Irgendwann lässt dieser Wert nach, bevor um 21:30 Uhr derselbe Anstieg auftritt wie im Sommer bei der Warmwasserbereitung.

Die Winterstromlastkurve für Haushalte in NSW
Quelle: EMET Consultants Pty Ltd

Diese Grafiken zeigen, dass der Stromverbrauch hauptsächlich von der Temperatur abhängt. Viele der kleinen Dinge, die wir tun, ohne dass wir uns darüber im Klaren sind, bestimmen unseren Energieverbrauch.

Nun zur nächsten Frage: Wie verhält sich mein Stromverbrauch im Vergleich zu meiner Erzeugung durch Solar-PV-Zellen, und wie kann ich den Zeitpunkt meines Stromverbrauchs optimieren, um den größtmöglichen Nutzen zu erzielen?

Kobad Bhavnagri
Berater für Solarenergie