#1220 · Rechner für Energie & Umwelt

Auslegungsrechner für Microgrids

Dieser Rechner liefert eine erste Größenordnung für drei zentrale Microgrid-Komponenten: Erzeugungsleistung, Batteriespeicher und Wechselrichter. Aus dem täglichen Energiebedarf und einem erwarteten Kapazitätsfaktor wird die notwendige Erzeugungsleistung geschätzt. Die Batteriekapazität wird aus Spitzenlast, gewünschter Autonomiedauer, Entladetiefe, Reserve und Entladewirkungsgrad abgeleitet. Für den Wechselrichter kann zusätzlich ein Leistungsaufschlag auf die Spitzenlast vorgegeben werden. Das Ergebnis ersetzt keine zeitaufgelöste Netz-, Schutz- oder Lastflussplanung.

Rechner

Eingaben

So verwendest du diesen Rechner

Trage die technischen und wirtschaftlichen Eingaben mit passenden Einheiten ein.
Prüfe Zeitraum, Prozentwerte und Systemgrenzen auf Konsistenz.
Klicke auf Berechnen.
Nutze Hauptwert und Zusatzkennzahlen gemeinsam zur Einordnung.

Formel

Erzeugungsleistung = Tagesbedarf ÷ (24 × Kapazitätsfaktor)
Batteriekapazität = Spitzenlast × Autonomiestunden ÷ (Entladetiefe × (1 − Reserve) × Wirkungsgrad)
Wechselrichterleistung = Spitzenlast × (1 + Aufschlag)

Was das Ergebnis bedeutet

Die drei Ergebnisse dienen als Startpunkt für die technische Vorplanung. Die Erzeugungsleistung deckt den Tagesenergiebedarf im Mittel, die Batterie das Autonomieziel bei der angesetzten Last und der Wechselrichter die Spitzenlast plus Reserve.

Für reale Projekte müssen stündliche Erzeugungs- und Lastprofile, Ladeleistung, Netzanschluss, Kurzschlussleistung, Redundanz, Batteriealterung und Schutzkonzept zusätzlich berücksichtigt werden.

Beispielrechnung

Bei 2.400 kWh Tagesbedarf, 250 kW Spitzenlast, 20 % Erzeugungs-Kapazitätsfaktor, 6 Stunden Autonomie, 90 % Entladetiefe, 10 % Reserve und 95 % Wirkungsgrad ergeben sich 500 kW Erzeugungsleistung und rund 1.949,32 kWh Batteriekapazität. Mit 15 % Wechselrichter-Aufschlag sind 287,5 kW Wechselrichterleistung erforderlich.

Tipps für bessere Ergebnisse

Verwende standortspezifische Erzeugungsprofile statt pauschaler Jahresmittel, sobald sie verfügbar sind.
Dimensioniere Speicher nicht nur nach Energie, sondern auch nach Lade- und Entladeleistung.
Lege die Autonomiedauer nach Kritikalität und Netzzuverlässigkeit fest.
Prüfe Spitzenlast und Anlaufströme für die Wechselrichterauslegung.
Führe vor Umsetzung eine zeitaufgelöste Simulation durch.

Häufig gestellte Fragen

Wie groß muss die Erzeugungsleistung eines Insel-Microgrids sein?

Als erste Näherung kann der tägliche Energiebedarf durch 24 Stunden und den erwarteten Erzeugungs-Kapazitätsfaktor geteilt werden.

Wie berechne ich die Batteriekapazität für sechs Stunden Microgrid-Autonomie?

Multipliziere die zu versorgende Last mit sechs Stunden und teile anschließend durch Entladetiefe, nutzbaren Anteil nach Reserve und Entladewirkungsgrad.

Warum ist die Spitzenlast für die Batterieauslegung wichtig?

In dieser vereinfachten Autonomierechnung bestimmt die Spitzenlast die zu versorgende Leistung während des gesamten Autonomiezeitraums und liefert damit eine konservative Energieanforderung.

Wozu dient der Wechselrichter-Aufschlag?

Er erhöht die Mindestleistung über die eingegebene Spitzenlast hinaus und schafft eine frei wählbare Planungsreserve für Unsicherheiten oder kurzfristige Leistungsspitzen.

Reicht dieser Rechner für die endgültige Microgrid-Auslegung aus?

Nein. Für die endgültige Auslegung sind mindestens Last- und Erzeugungszeitreihen, Leistungsgrenzen, Netz- und Schutzanforderungen sowie Betriebsstrategien erforderlich.

Kennzahlen im Überblick

Komponente	Auslegungstreiber
Erzeugung	Tagesbedarf und Kapazitätsfaktor
Batterie	Last, Autonomie, Entladetiefe, Reserve und Wirkungsgrad
Wechselrichter	Spitzenlast plus frei gewählter Leistungsaufschlag