Leistungsbilanz in der Praxis: Warum die berechnete Leistung nicht immer der Realität entspricht

Doch entspricht die berechnete Leistung später tatsächlich der Leistung, die im Gebäude benötigt wird?

Nicht unbedingt.

In der Praxis kann der tatsächliche Leistungsbedarf von der ursprünglich ermittelten Leistungsbilanz abweichen. Gründe dafür können unterschiedliche Planungsannahmen, eine veränderte Nutzung oder die spätere Anschaffung leistungsstarker Verbraucher sein.

Gerade bei Neubauten, Sanierungen und Nutzungsänderungen sollte deshalb betrachtet werden, wie belastbar die ursprüngliche Leistungsbilanz ist.

Die Leistungsbilanz ist eine Prognose

Eine Leistungsbilanz beschreibt den zu erwartenden elektrischen Leistungsbedarf einer Anlage. Sie ist damit eine rechnerische Prognose und keine Garantie dafür, dass genau diese Leistung später im tatsächlichen Betrieb auftritt.

Nach der VDE-AR-N 4100 ist der Leistungsbedarf die maximal in einer Kundenanlage gleichzeitig benötigte elektrische Leistung. Er ergibt sich grundsätzlich aus der installierten Leistung unter Berücksichtigung der Gleichzeitigkeit.

In der Praxis wird daher nicht einfach die gesamte installierte Leistung aller Verbraucher addiert. Vielmehr wird berücksichtigt, dass verschiedene Verbraucher nicht unbedingt gleichzeitig mit ihrer maximalen Leistung betrieben werden.

Genau an diesem Punkt können unterschiedliche Berechnungsergebnisse entstehen.

Warum können zwei Leistungsbilanzen unterschiedlich ausfallen?

Ein wesentlicher Einflussfaktor ist der Gleichzeitigkeitsfaktor.

Er beschreibt vereinfacht, welcher Anteil der installierten Leistung bei der Ermittlung des gleichzeitig zu erwartenden Leistungsbedarfs angesetzt wird.

Je nach Nutzung, Verbraucherart, Planungsgrundlage und Betriebskonzept können unterschiedliche Annahmen getroffen werden.

Beispielsweise kann für eine bestimmte Steckdosenanlage ein Gleichzeitigkeitsfaktor von 0,3 angesetzt werden, während ein anderer Planer für eine vergleichbare Nutzung einen Faktor von 0,2 verwendet.

Beide Berechnungen können dabei rechnerisch korrekt durchgeführt worden sein. Die unterschiedliche Annahme führt jedoch zu einem unterschiedlichen Ergebnis.

Ein einfaches Beispiel

Nehmen wir eine Steckdosenanlage mit einer installierten Leistung von 20 kW.

Bei einem Gleichzeitigkeitsfaktor von 0,3 ergibt sich:

20 kW × 0,3 = 6 kW

Wird dagegen ein Gleichzeitigkeitsfaktor von 0,2 angesetzt:

20 kW × 0,2 = 4 kW

Allein durch die unterschiedliche Annahme entsteht somit eine Differenz von 2 kW.

Bei einem größeren Gebäude mit vielen verschiedenen Verbrauchergruppen können sich solche Unterschiede entsprechend summieren.

Damit wird deutlich:

Unterschiedliche Annahmen können zu unterschiedlichen Leistungsbilanzen führen.

Der Gleichzeitigkeitsfaktor sollte zur Nutzung passen

Der Gleichzeitigkeitsfaktor sollte nicht einfach pauschal gewählt werden.

Entscheidend ist, wie das Gebäude tatsächlich genutzt wird und welche Verbraucher voraussichtlich gleichzeitig betrieben werden.

Ein Bürogebäude hat beispielsweise ein anderes Lastverhalten als ein Mehrfamilienhaus, eine Schule, eine Produktionshalle oder ein Gewerbebetrieb.

Deshalb sollten die verwendeten Gleichzeitigkeitsfaktoren in der Leistungsbilanz nachvollziehbar dokumentiert werden.

Bei einer individuell aufgebauten Leistungsbilanz kann der Anwender die Gleichzeitigkeitsfaktoren als Planungsannahmen entsprechend der vorgesehenen Nutzung festlegen.

Dabei sollte immer geprüft werden, ob die gewählten Werte für den konkreten Anwendungsfall plausibel und fachlich begründbar sind.

Was passiert bei einer Überschätzung der Leistung?

Wird der Leistungsbedarf höher angesetzt als tatsächlich erforderlich, kann dies zunächst zu einer größeren Dimensionierung der elektrischen Infrastruktur führen.

Beispielsweise können dadurch:

• größere Leitungsquerschnitte,
• größere Schutz- und Schaltgeräte,
• eine höhere Anschlussleistung oder
• eine größere elektrische Infrastruktur

berücksichtigt werden.

Eine gewisse Leistungsreserve kann bei der Planung sinnvoll sein. Sie kann beispielsweise zukünftige Erweiterungen ermöglichen und verhindern, dass eine Anlage bereits bei einer späteren Änderung an ihre Grenzen stößt.

Eine deutliche Überschätzung kann jedoch auch wirtschaftliche Auswirkungen haben.

Je nach Netzanschluss, Netzbetreiber und Tarifmodell können neben dem eigentlichen Energieverbrauch auch leistungsbezogene Kosten relevant sein.

Eine zu hoch angesetzte Leistung kann daher unter bestimmten Bedingungen zu höheren Kosten für die Bereitstellung oder Dimensionierung führen.

Was passiert bei einer Unterschätzung?

Eine Unterschätzung kann dagegen problematisch werden, wenn die tatsächliche Nutzung später einen deutlich höheren Leistungsbedarf verursacht.

Das kann beispielsweise passieren, wenn nach der Fertigstellung eines Gebäudes zusätzliche leistungsstarke Verbraucher installiert werden.

Typische Beispiele sind:

• Wärmepumpen
• Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge
• elektrische Heizsysteme
• größere Lüftungs- oder Kälteanlagen
• gewerbliche Maschinen
• zusätzliche technische Anlagen

In diesem Fall muss geprüft werden, ob die vorhandene elektrische Infrastruktur und insbesondere der bestehende Netzanschluss für die zusätzliche Leistung noch ausreichend sind.

Ist die vorhandene Anschlussleistung nicht ausreichend, kann eine Abstimmung mit dem zuständigen Netzbetreiber und gegebenenfalls eine Verstärkung des Netzanschlusses erforderlich werden.

Wärmepumpe als typisches Beispiel

Ein typisches Beispiel aus der Praxis ist die nachträgliche Installation einer Wärmepumpe.

Ein bestehendes Gebäude wurde beispielsweise ursprünglich mit einer bestimmten elektrischen Anschlussleistung geplant und betrieben.

Einige Jahre später wird eine Wärmepumpe installiert.

Die ursprüngliche Leistungsbilanz berücksichtigt diese zusätzliche elektrische Last möglicherweise noch nicht.

Nun muss geprüft werden, wie sich die neue Wärmepumpe auf den gesamten Leistungsbedarf des Gebäudes auswirkt.

Dabei darf nicht nur die Leistung der Wärmepumpe isoliert betrachtet werden. Entscheidend ist der gesamte gleichzeitig zu erwartende Leistungsbedarf am Netzanschlusspunkt.

Je nach Anlage und den geltenden Anschlussbedingungen können für bestimmte Verbrauchseinrichtungen zusätzliche Anforderungen an den Netzanschluss und die Steuerbarkeit gelten. Die aktuellen technischen Anschlussregeln berücksichtigen unter anderem Wärmepumpen und andere steuerbare Verbrauchseinrichtungen.

Auch Ladeinfrastruktur kann die Leistungsbilanz verändern

Ein weiteres Beispiel ist die Elektromobilität.

Bei einem Neubau kann zunächst nur eine geringe Anzahl an Ladepunkten vorgesehen sein.

Später werden möglicherweise weitere Stellplätze mit Ladeeinrichtungen ausgestattet.

Dadurch kann sich der gleichzeitig zu erwartende Leistungsbedarf erheblich verändern.

Gerade bei Mehrfamilienhäusern oder größeren gewerblichen Anlagen sollte deshalb bereits bei der Planung betrachtet werden, welche Ladeinfrastruktur zukünftig entstehen könnte.

VDE FNN weist ebenfalls darauf hin, dass leistungsstarke Anlagen wie Wärmepumpen und Ladeeinrichtungen Auswirkungen auf die Netzanschlussleistung haben können.

Neubau, Sanierung und Nutzungsänderung

Eine Überprüfung der Leistungsbilanz ist insbesondere bei folgenden Situationen sinnvoll:

• Neubau
• Sanierung
• Nutzungsänderung
• Gebäudeerweiterung
• Nachrüstung einer Wärmepumpe
• Installation zusätzlicher Ladepunkte
• Erweiterung von Lüftungs- oder Kälteanlagen
• Installation größerer elektrischer Verbraucher
• Änderung der gewerblichen Nutzung

Eine Nutzungsänderung kann beispielsweise dazu führen, dass ein Gebäude plötzlich wesentlich stärker elektrisch belastet wird.

Ein Gebäude, das ursprünglich als Büro genutzt wurde, kann nach einer Umnutzung beispielsweise deutlich mehr elektrische Leistung benötigen.

Die ursprüngliche Leistungsbilanz sollte in solchen Fällen nicht einfach unverändert übernommen werden.

Leistungsbilanz regelmäßig überprüfen

Eine Leistungsbilanz sollte daher nicht als unveränderliches Dokument betrachtet werden.

Ändern sich die Nutzung, die technischen Anlagen oder die vorgesehenen Verbraucher, sollte auch die Leistungsbilanz überprüft und gegebenenfalls angepasst werden.

Besonders bei größeren Änderungen kann eine frühzeitige Überprüfung helfen, mögliche Engpässe zu erkennen.

So kann bereits in der Planungsphase festgestellt werden, ob die vorhandene Anschlussleistung voraussichtlich ausreicht oder ob eine Abstimmung mit dem Netzbetreiber erforderlich sein könnte.

Was ist bei einer guten Leistungsbilanz wichtig?

Eine gute Leistungsbilanz sollte nicht nur ein Endergebnis liefern.

Wichtig ist auch, dass die zugrunde gelegten Annahmen nachvollziehbar sind.

Dazu gehören beispielsweise:

• installierte Leistungen
• Anzahl der Verbraucher
• Gleichzeitigkeitsfaktoren
• Leistungsfaktoren
• geplante Betriebsweisen
• zukünftige Erweiterungen
• besondere leistungsstarke Verbraucher

Dadurch kann später nachvollzogen werden, wie die ermittelte Leistung zustande gekommen ist.

Das ist insbesondere dann wichtig, wenn sich die Nutzung des Gebäudes verändert oder neue Verbraucher hinzukommen.

Fazit: Die richtige Annahme ist entscheidend

Eine Leistungsbilanz ist eine wichtige Grundlage für die Elektroplanung. Das Ergebnis ist jedoch immer mit den zugrunde gelegten Annahmen verbunden.

Insbesondere die Wahl der Gleichzeitigkeitsfaktoren kann dazu führen, dass zwei Berechnungen für dasselbe Gebäude zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen.

Eine Überschätzung kann zu einer größeren Dimensionierung und unter bestimmten Bedingungen zu höheren leistungsbezogenen Kosten führen.

Eine Unterschätzung kann dagegen dazu führen, dass die vorhandene elektrische Infrastruktur bei einer späteren Erweiterung nicht mehr ausreicht. Besonders die nachträgliche Installation großer Verbraucher wie Wärmepumpen oder Ladeeinrichtungen kann den Leistungsbedarf deutlich verändern.

Deshalb sollte eine Leistungsbilanz nicht nur möglichst genau berechnet, sondern auch nachvollziehbar dokumentiert und bei wesentlichen Änderungen aktualisiert werden.

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Mit dem Rechner können Verbraucher erfasst und unter Berücksichtigung von Anzahl, Leistung, Gleichzeitigkeitsfaktor und Leistungsfaktor ausgewertet werden.

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Die Berechnung dient als Planungs- und Orientierungshilfe. Für die endgültige Dimensionierung einer elektrischen Anlage sind die konkreten Anlagenbedingungen sowie die jeweils anzuwendenden Normen, technischen Anschlussbedingungen und Vorgaben des zuständigen Netzbetreibers zu berücksichtigen.