Programm Dokumentation/Energieflussdiagramm

Das Energieflussdiagramm (Sankey-Diagramm) zeigt die Jahresbilanz einer Version als Bänder von den Quellen über die Anlagen zu den Bedarfen: Strom, Wärme und Kälte in einem Bild, die Dicke eines Bandes verhältnisgleich zur Jahresmenge in MWh/a. Es gibt drei Darstellungen – Kette, Stufen und Zuordnung –, die dieselbe Bilanz verschieden anordnen. Diese Seite beschreibt, was jede Darstellung zeigt und wofür sie sich eignet; die Bedienung des Reiters steht unter Varianten: Reiter Energie.

Übersicht

Darstellung	zeigt	eignet sich für
Kette	den Weg der Energie von links nach rechts in so vielen Spalten, wie die Anlage braucht: Quellen, Anlagen, Sammelknoten Strom, Wärme, Kälte, Bedarfe; Speicher in die Sammelknoten gefaltet	die Gesamtbilanz einer Version mit Umweltanteilen, Verlusten und Einspeisung; den Weg der Energie nachvollziehen; die Form des Berichts
Stufen	dieselbe Bilanz in vier festen Spalten Einsatz – Anlagen – Energieform – Nutzen; Strom an Wärme- und Kälteerzeuger als kurze Verbinder	den Vergleich mehrerer Versionen bei gleichbleibender Spaltenordnung; die Frage, was eingesetzt wird und was herauskommt
Zuordnung	die Wärmeseite ohne Sammelknoten Wärme und ohne Pufferspeicher: je Wärmeerzeuger ein Band in jede Verwendung (Heizung, Warmwasser, Prozesswärme), die Dicke ist seine Deckung	die Frage, welcher Erzeuger welche Verwendung deckt; Deckungsanteile je Verwendung

Keine Darstellung rechnet eine Zahl neu: Jede Menge kommt aus dem gespeicherten Simulationsergebnis der Version. Kette und Stufen zeichnen dieselbe Bilanz; die Zuordnung baut die Wärmeseite aus der Deckung je Erzeuger und Verwendung neu auf.

Wo die Darstellung gewählt wird und erscheint

Ort	Darstellung	Bedienung
Grafik \| Fluss \| Bilanz, Stellung Fluss	Kette, Stufen oder Zuordnung	Stufen \| Zuordnung (Vorgabe Kette, bleibt je Benutzer gespeichert); Knöpfe Alle \| Strom \| Wärme \| Kälte beschränken das Bild auf eine Energieform samt den Anlagen, die sie erzeugen oder verbrauchen (gilt je Sitzung). Das Bild trägt keine Zahlen: Zeiger oder Antippen nennt in der Zeile unter dem Bild Herkunft, Ziel, Menge in MWh/a und Anteil, das Umfeld des Knotens bis zum nächsten Sammelknoten bleibt hervorgehoben. Unter 900 px Breite eine schmale Fassung mit Kurznamen.
Word-Bericht: Baustein Ergebnisse je Variante; Platzhalter `{{stand.bild.energiefluss}}`, Schalter `hat.bild.energiefluss`	immer Kette	Berichtsfassung: jeder Knoten nennt seine Jahressumme in MWh/a, die Bänder keine Zahl, die Legende steht im Bild; ohne Simulationsergebnis ein Satz mit dem Grund – siehe Berichtsvorlagen: Energiefluss.
Excel-Bericht	–	kein Energieflussdiagramm; die Mengen stehen in den Kennzahlentafeln.
Sprachausgabe und Hilfe-Assistent	die Bilanz der gezeigten Darstellung	Eine verborgene Textalternative führt jedes Band mit Menge, Anteil und Herkunft (direkt, abgeleitet, bilanziert) und die Bilanz je Knoten; der Hilfe-Assistent erhält dieselbe Flussliste.

Was in allen Darstellungen gilt

Bilanzgrenze und Einheit

Das Diagramm ist eine Endenergie-Sicht auf ein Jahr. Links tritt ein, was die Anlage bezieht oder aus der Umwelt aufnimmt: Netzstrom, Photovoltaikstrom, Brennstoff, Umweltwärme, Solarwärme. Rechts verlässt das Bild, was ein Bedarf verbraucht oder was ins Netz geht. Dazwischen liegen die Anlagen (Wandler), die Sammelknoten der drei Energieformen und die Speicher. Was eine Anlage mehr aufnimmt, als sie abgibt, ist ihr Verlust; was sie mehr abgibt, als sie an Strom und Brennstoff aufnimmt, tritt als Umweltanteil ein. Alle Mengen stehen in MWh/a; die Speicherzeilen des Ergebnisses rechnet das Bild aus kWh um. Jeder Knoten schließt: Zufluss gleich Abfluss, bis auf die Toleranz der Bilanzprüfung.

Knotenarten

Art	Knoten	Darstellung im Bild	Jahressumme
Quelle	Netzbezug, Photovoltaik, die Brennstoffträger mit dem Namen des Energieträgers (ohne Träger Brennstoff), Umweltwärme, Umwelt (Kälte), Kondensationswärme, Solarthermie, Kältestrom (eigener Zähler), bei Kälte-Wärme-Kopplung Quellwärme (Kopplung) bzw. nach der Quellart Außenluft (Kopplung) oder Wärmequelle (Kopplung), ungedeckt	schmaler Balken, Name links	Abfluss
Wandler (Anlagen)	BHKW, Heizkessel, Wärmepumpe – mit Kühlbetrieb Wärmepumpe (Heizen) und Wärmepumpe (Kühlen) –, Heizstab, Elektrokessel, Kältemaschinen mit ihrem Bezeichner (sonst Kältemaschine bzw. Sorptionskältemaschine), freie Kühlung, Split-Gerät	beschrifteter Kasten; ein flacher Wandler als Balken mit dem Namen darüber	Zufluss
Sammelknoten (Energieform)	Strom, Wärme, Kälte	dunkler Balken, Name darüber; mit gefaltetem Speicher der Zusatz · Speicher	Zufluss
Speicher	Pufferspeicher, Kältespeicher, Stromspeicher, jeweils mit ihrem Bezeichner	im Bild in den Sammelknoten gefaltet, siehe Speicher	Zufluss (Ladung)
Senke (Nutzen)	Heizung, Warmwasser, Prozesswärme, Kühlung, Strombedarf, Einspeisung PV, Einspeisung BHKW, nicht zugeordnet	schmaler Balken, Name rechts	Zufluss
Verlust	Verlust, Füllstandsänderung, Netzverluste, Speicherverlust, Standby Speichersystem, abgeregelt, Überschusswärme (Kopplung), Rückkühlung (Sorption)	kurzer grauer Abzweig unter dem Fuß seines Eigentümers, Beschriftung darunter; kein eigener Balken	Zufluss

Die Farbe eines Bandes ist seine Energieform: Strom, Wärme, Kälte, Brennstoff, Umweltwärme / Umwelt (Kälte), Verlust (grau) und nicht zugeordnet / ungedeckt (gestrichelt). Die Legende unter dem Bild nennt nur die Formen, die in der Version vorkommen.

Die einzelnen Flüsse

Netzbezug und Photovoltaik liefern an den Sammelknoten Strom. Die Photovoltaik trägt ihr erzeugbares Potenzial; eine an der Einspeisegrenze abgeregelte Menge verlässt sie als grauer Abzweig abgeregelt.
Brennstoff geht vom Träger an BHKW oder Heizkessel. Liefert ein Brennwertkessel mehr Wärme als Brennstoff (Heizwert) eingesetzt ist, tritt die Mehrwärme als Quelle Kondensationswärme ein; liefert ein Kessel weniger, steht der Rest als Verlust.
Umweltanteil: Für Wärmepumpe, Kältemaschinen, freie Kühlung und Split-Geräte tritt Umweltwärme bzw. Umwelt (Kälte) mit der Nutzenergie abzüglich des Stroms ein – nach Jahresarbeitszahl, nicht gemessen. Liegt die Arbeitszahl unter 1, steht statt dessen ein Verlustband.
Solarthermie liefert ihre genutzte Wärme an den Sammelknoten Wärme; der nicht nutzbare Überschuss ist nicht gezeichnet und steht im Zeigertext.
Heizstab und Elektrokessel beziehen Strom vom Sammelknoten Strom und liefern Wärme an den Sammelknoten Wärme.
Bedarfe: Heizung, Warmwasser und Prozesswärme erhalten ihren Bedarf vom Sammelknoten Wärme und aus den Pufferspeichern, Kühlung vom Sammelknoten Kälte und aus Kältespeichern, Strombedarf vom Sammelknoten Strom und aus Stromspeichern. Was der Lauf nicht deckt, kommt als gestricheltes Band aus der Quelle ungedeckt, bei Wärme anteilig nach dem Bedarf der Verwendung.
Einspeisung PV ist der Überschuss der Photovoltaik, mit Stromspeicher die Einspeisung der Speicherzeile; Einspeisung BHKW die Einspeisung der BHKW-Ergebniszeile, bei einem Ergebnis ohne diesen Wert der Rest der Strombilanz des Laufs (Herkunft bilanziert).
Kälte: Wärmepumpe (Kühlen), Kältemaschinen, freie Kühlung und Split-Geräte liefern an den Sammelknoten Kälte. Kältestrom über einen eigenen Zähler kommt aus der Quelle Kältestrom (eigener Zähler) statt vom Netz. Bei Kälte-Wärme-Kopplung stehen die Quellwärme und die Überschusswärme (Kopplung) als eigene Bänder; eine Sorptionsanlage bezieht ihre Antriebswärme vom Sammelknoten Wärme (gekoppelt) oder vom Träger Antriebswärme (Träger) (extern) und gibt den Rest als Rückkühlung (Sorption) ab.

Speicher

In der Bilanz ist jeder Speicher ein Zwischenknoten: Der Sammelknoten lädt ihn, er entlädt in die Verwendungen, sein Verlust und seine Füllstandsänderung (Ladung − Entladung − Verlust) gehen als Verlustband ab. Eine Füllstandsänderung ab 1 % der Ladung bekommt ein eigenes Band Füllstandsänderung, darunter geht sie im Verlustband auf. Im Bild ist der Speicher gefaltet, in allen drei Darstellungen: Seine Entladung läuft als Band des Sammelknotens in die Verwendungen – ein vorhandenes direktes Band wird um den Speicheranteil dicker, der Zeigertext nennt davon x MWh/a über … –, Verlust und Füllstandsänderung zweigen am Sammelknoten ab, Ladung und Entladung stehen im Zeigertext des Sammelknotens, der den Zusatz · Speicher trägt. Beim Stromspeicher verlässt der Standby des Speichersystems den Sammelknoten Strom als eigenes Verlustband Standby Speichersystem. Die Textalternative und die Flussliste des Hilfe-Assistenten führen den Speicher als eigene Zeilen.

Verluste

Wandler: Zufluss − Abfluss, nie negativ; ein grauer Abzweig Verlust am Fuß des Kastens.
Speicher: Verlust und Füllstandsänderung, nach dem Falten am Sammelknoten.
Netzverluste – nur, wenn der Lauf einen Netzverlust über 0 trägt (Simulation: Netzverluste): Je Wärmeverwendung wird ihr Anteil des Netzverlusts aus den Bändern in diese Verwendung herausgenommen und als Band Netzverluste an deren Herkunft gehängt – zuerst am Band vom Sammelknoten Wärme, dann anteilig an den übrigen Wärmebändern (Pufferspeicher, in der Zuordnung die Erzeuger), zuletzt an ungedeckt. Heizung, Warmwasser und Prozesswärme zeigen danach die Nutzwärme ohne Netzverlust; der Zeiger auf die Verwendung nennt den abgezweigten Verlust. Ohne Netzverlust bleibt das Bild Band für Band, wie es ist.
Kleinstverluste: Ein Verlust unter 1 % des Zu- bzw. Abflusses seines Knotens wird nicht gezeichnet; er steht im Zeigertext des Knotens.

Bündelung und Schwellen

weitere (n): Brennstoffträger, Split-Geräte und Pufferspeicher werden gebündelt, wenn mehr als drei kleine Knoten einer Gruppe zusammen unter 1 % des Sammelknotens bleiben – Wärme bei Brennstoffträgern und Pufferspeichern, Kälte bei Split-Geräten; ihre Verlust-, Füllstands- und Netzverlustknoten gehen mit, der Zeigertext nennt die Einzelnen, eine Zeile unter dem Bild die Zahl.
Ein Band unter 0,0005 MWh/a kommt nicht in die Bilanz, ein Band unter 0,05 MWh/a (es stünde als „0,0“ da) nicht ins Bild; ein Knoten ohne Band entfällt.
Der Anteil eines Bandes in Prozent bezieht sich auf den Zufluss seines Ziels (Wandler, Sammelknoten, Speicher, Bedarf), bei einem Band aus einer Quelle auf deren Abfluss.

Bilanz je Knoten und Summen

Jeder Wandler, Sammelknoten und Speicher wird geprüft: Er schließt, wenn |Zufluss − Abfluss| höchstens max(0,05 MWh/a; 0,5 % des Zuflusses) beträgt. Sonst zeigt ein gestricheltes Band nicht zugeordnet den Rest – bei zu viel Zufluss in die Spalte der Bedarfe, bei zu viel Abfluss aus der Spalte der Quellen –, und eine Zeile unter dem Bild nennt Bilanz am Knoten … schließt nicht. Die Jahressumme eines Knotens ist bei einer Quelle ihr Abfluss, bei jedem anderen Knoten sein Zufluss; der Bericht schreibt sie an den Knoten, der Zeigertext nennt bei Wandlern, Sammelknoten und Speichern beides (Zufluss x · Abfluss y MWh/a).

Darstellung Kette

Aufbau. Die Kette ordnet die Knoten nach dem Weg der Energie: Jeder Knoten steht so weit rechts wie möglich, die Bedarfe und Einspeisungen in der letzten Spalte, davor die Sammelknoten, davor die Anlagen; eine Quelle steht so weit rechts, wie ihr Weg es erlaubt – im Beispiel Umweltwärme und Erdgas erst neben dem Sammelknoten Strom, weil ihr Weg zum Bedarf kürzer ist als der des Netzstroms über die Wärmepumpe. Es entstehen so viele Spalten, wie die Anlage braucht, im Beispiel fünf: Netzbezug, Photovoltaik | Strom, Umweltwärme, Erdgas | Wärmepumpe, Heizkessel | Wärme · Speicher | Strombedarf, Einspeisung PV, Heizung, Warmwasser. Ein BHKW stünde mit seinem Brennstoffträger links vor dem Sammelknoten Strom, ein Kälteerzeuger neben der Wärmepumpe mit dem Sammelknoten Kälte darunter. In jeder Spalte liegen die Spuren von oben nach unten: Strom, Gemischt (ein Wandler, der Strom und Wärme abgibt, etwa das BHKW), Wärme, Kälte; innerhalb der Spur ordnet das Bild die Knoten so, dass sich möglichst wenige Bänder kreuzen. Ein Band über mehrere Spalten – im Beispiel Strom → Strombedarf – läuft in seiner Spur an den Kästen vorbei.

Speicher und Verluste. Der Pufferspeicher ist in den Sammelknoten Wärme · Speicher gefaltet: Die Bänder in Heizung und Warmwasser enthalten seine Entladung, sein Verlust zweigt am Sammelknoten ab, Ladung und Entladung stehen im Zeigertext. Der Verlust des Heizkessels hängt am Kessel, die Netzverluste am Sammelknoten Wärme; Heizung zeigt die Nutzwärme, im Beispiel 96 − 8 = 88 MWh/a.

Spaltenzahl. Bräuchte die Kette mehr als sechs Spalten oder ist das Fenster schmaler als 900 px, gilt die Verbinderregel der Stufen: Strom an Wärme- und Kälteerzeuger läuft dann nicht als Band durch das Bild, sondern als kurzer Verbinder an beiden Knoten; die schmale Fassung trägt zudem Kurznamen (WP, Kessel, WW, Einsp. PV).

Wofür. Die Kette ist die Vorgabe und die Form des Berichts. Sie zeigt die ganze Bilanz einer Version mit Umweltanteilen, Verlusten und Einspeisung in einem Bild und eignet sich, um den Weg der Energie nachzuvollziehen – etwa, wie viel Strom die Wärmepumpe aus Netz und Photovoltaik erhält und wie viel Wärme daraus wird.

Darstellung Stufen

Aufbau. Die Stufen stellen dieselbe Bilanz in vier feste Spalten nach der Knotenart, mit Titeln über dem Bild: Einsatz (alle Quellen), Anlagen (alle Wandler), Energieform (die Sammelknoten Strom, Wärme, Kälte) und Nutzen (Bedarfe, Einspeisungen, nicht zugeordnet). Umweltwärme und Brennstoff stehen so in der Spalte Einsatz, obwohl sie erst an der Anlage eintreten; die Spuren Strom, Gemischt, Wärme, Kälte gelten wie in der Kette.

Verbinder. Ein Band, das in den Stufen nicht nach rechts liefe – Strom vom Sammelknoten an Wärmepumpe, Heizstab, Elektrokessel oder Kälteerzeuger –, ist ein Verbinder: Am Sammelknoten steht ein Stummel mit Pfeilspitze und der Beschriftung → Gerät, am Gerät ein Stummel mit offenem Kreis und der Kurzform des Sammelknotens (Strom); beide tragen denselben Zeigertext wie das Band. Ebenso ist ein Band von einer Quelle unmittelbar in einen Bedarf (ungedeckt, nicht zugeordnet) ein Verbinder, weil es weder Anlage noch Energieform durchläuft.

Speicher und Verluste sind wie in der Kette behandelt: Speicher sind in die Sammelknoten gefaltet, Verluste hängen an ihrem Eigentümer.

Wofür. Die Stufen eignen sich, wenn mehrere Versionen nacheinander betrachtet werden: Die Spalten bleiben an derselben Stelle, auch wenn eine Version ein BHKW oder einen Kälteerzeuger mehr hat, und die Lesart ist immer dieselbe – links der Einsatz, rechts der Nutzen. Sie beantwortet die Frage, was eingesetzt wird und was herauskommt, ohne den Weg dazwischen; den Weg zeigt die Kette.

Darstellung Zuordnung

Aufbau. Die Zuordnung nimmt den Sammelknoten Wärme und die Pufferspeicher samt allen ihren Bändern aus dem Bild. An ihre Stelle treten direkte Bänder von jedem Wärmeerzeuger in jede Verwendung – Heizung, Warmwasser, Prozesswärme –, deren Menge die Deckung des Erzeugers je Verwendung aus dem Ergebnis ist (Deckung je Kanal × Wärmebedarf): die Direktdeckung samt der ihm zugerechneten Speicherentladung. Die Wärmepumpe samt Heizstab ist ein Erzeuger – der Heizstab gibt seine Wärme an die Wärmepumpe, deren Deckung ihn einschließt –, die Deckung des Heizkessels teilen Brennstoff- und Elektrokessel nach ihrer Wärmeabgabe, BHKW und Solarthermie zählen mit ihrer eigenen Deckung. Die Spaltenordnung folgt der Kette, im Beispiel vier Spalten.

Speicherverlust und Netzverluste. Was ein Erzeuger netto abgibt, ohne damit zu decken – Speicherverluste und Füllstandsänderung –, steht als grauer Abzweig Speicherverlust an ihm (Nettoabgabe − Deckung). Trägt der Lauf Netzverluste, zweigen sie anteilig an jedem Erzeuger ab – im Beispiel 8 MWh/a der Heizung: 6 an der Wärmepumpe, 2 am Heizkessel –, und die Verwendungen zeigen die Nutzwärme. Deckt ein Erzeuger mehr, als er netto abgibt, schließt sein Knoten nicht und bekommt wie jeder offene Knoten ein Band nicht zugeordnet.

Unverändert gegenüber der Kette bleiben die Eingangsseite (Brennstoff, Umweltwärme, Strom an die Erzeuger), die Stromseite mit Stromspeicher und Einspeisung sowie die Kälteseite mit Kältespeicher und ungedeckt.

Wofür. Die Zuordnung beantwortet, welcher Erzeuger welche Verwendung deckt – etwa, ob das Warmwasser aus der Wärmepumpe oder aus dem Kessel kommt – und macht die Deckungsanteile je Verwendung sichtbar, die der Sammelknoten der Kette zusammenfasst. Sie zeigt keinen Pufferspeicher und keine Ladung; für Speicherfragen eignen sich Kette oder Stufen. Der Bericht zeigt immer die Kette.

Siehe auch

Varianten: Reiter Energie – der Umschalter Tabelle | Grafik | Fluss | Bilanz und die Knöpfe für Darstellung und Energieform
Berichtsvorlagen: Energiefluss – der Platzhalter des Bildes im Word-Bericht
Simulation: Netzverluste – woher der Netzverlust kommt, den das Bild abzweigt
Grundlagen/Vergleich Energiebilanz – Bilanzgrenzen und Bezugsgrößen des Vergleichs