Kostendegression und Referenzgrößen

Wenn der Optimierungsalgorithmus ein Energiesystem für dein Projekt berechnet, ergibt sich daraus die benötigte Leistung, um die Energie bereitzustellen. Dabei sollte bei der Berechnung die Kostendegression der Investitionskosten berücksichtigt werden. In diesem Artikel wird beschrieben, was eine Kostendegression ist und wie rudi in der Optimierung damit umgeht.

Was ist eine Kostendegression

Unter Kostendegression versteht man die Abnahme der spezifischen Investitionskosten je kW mit steigender Erzeugergröße – ein Skaleneffekt, der dazu führt, dass größere Erzeuger je kW günstiger sind als kleinere. Zwei Effekte wirken dabei zusammen: Die spezifischen Kosten je kW sinken mit der Größe, und die Fixkosten verteilen sich auf mehr kW. Der Verlauf ist als Kurve dargestellt, mit dem Preis in €/kW über die Größe in kW.

Warum ist das bei der Optimierung entscheidend?

Welche Kosten berta &rudi der Auslegung zugrunde legt, hängt von zwei Einstellungen ab: der Referenz und der Berechnungsart. Beide dienen dazu, die Kostendegression bei der Auslegung zu berücksichtigen – sie haben nicht nur Auswirkung auf die Genauigkeit, sondern vor allem auch auf die Berechnungszeit.

Im Folgenden schauen wir uns an, wie sich die Kosten zusammensetzen und wie du diese beiden Einstellungen sinnvoll wählst.

Wie sich die Kosten zusammensetzen

Die Kosten einer Referenzgröße bestehen aus zwei Bestandteilen: den spezifischen Kosten (€/kW) als leistungsabhängigem Anteil und den Fixkosten (€) als festem Anteil je Einheit, unabhängig von der Leistung.

Daraus berechnet berta &rudi die spezifischen Gesamtkosten je kW:

Gesamtkosten je kW = spezifische Kosten €/kW + (Fixkosten ÷ Leistung)

Ein Beispiel: Bei 5 kW ergeben 341 €/kW + (852 € ÷ 5 kW) = 511,40 €/kW. Bei 5.000 kW dagegen 67 €/kW + (167.000 € ÷ 5.000 kW) = 100,40 €/kW. Dieser errechnete Wert ist grau hinterlegt und lässt sich nicht direkt bearbeiten.

Der voreingestellte Referenzpunkt

Sobald du einen Erzeuger auswählst, ist zunächst ein einzelner Referenzpunkt eingestellt – berta & rudi schlägt dir dazu eine Größenordnung vor, die bereits auf den entsprechenden Bedarf zugeschnitten ist. Die spezifischen Kosten und Fixkosten dieses Referenzpunkts entsprechen also genau dieser Größenordnung; die Kostendegression ist damit an dieser Stelle bereits berücksichtigt. 

Wichtig dabei: Die Referenz legt ausschließlich fest, welche Kosten bei der Auslegung anzuwenden sind. Die tatsächliche Auslegung kann durchaus kleiner oder größer ausfallen als die über den Referenzpunkt oder ‑bereich definierte Größe.

Referenzpunkt oder Referenzbereich

Die Referenz definiert die zugrundeliegenden spezifischen Kosten und Fixkosten. Du hast dabei zwei Möglichkeiten:

Beim Referenzpunkt wählst du eine einzelne Größenordnung, die als Referenz für die Auslegung dient. Diese Auswahl wird empfohlen, insbesondere wenn sich bereits eine Tendenz zur passenden Größe abzeichnet. Sie garantiert außerdem die schneller Berechnung.

Einen Referenzbereich wählst du, wenn die Spannweite der möglichen Größenordnungen sehr groß oder noch unbekannt ist. Dann kann die Referenz mehrere Referenzgrößen einschließen, und rudi verwendet für die jeweilige Größenordnung die passenden Kosten. Diese Einstellung führt zu einer deutlich längeren Berechnungszeit.

Interpoliert oder abgestuft

Die Berechnungsart bestimmt, wie beziehungsweise in welchen Schritten die Auslegung erfolgt.

Interpoliert legt das System auf eine ideale Größe aus – ohne feste Schritte oder Stufen, also beliebig klein oder groß und auch in Kommazahlen.

Abgestuft legt das System stufenweise in sprungfixen Größen aus. Die Größe ist dabei das Ein- oder Vielfache der Referenzgröße, und die Fixkosten fallen entsprechend mehrfach an.