The expansion of the renewable energy sources in all sectors of the energy supply system is mandatory to reduce greenhouse gas emissions. Photovoltaic systems play a crucial role in the field of the electricity supply. However, a high share of photovoltaic electricity produced nearly simultaneously leads to challenges, such as voltage rise in the distribution grid and a declining course of the electricity price that includes a high fluctuation. Therefore, approaches to adapt photovoltaic systems to requirements of a future electricity supply system are evaluated in the present thesis using the example of the German electricity system. Firstly, the generation behaviour of different photovoltaic systems is investigated and the performance differences of various module technologies under different real weather conditions are determined. Secondly, the influence of energy storage systems on the self-supply of households is evaluated and a peak-shaving operation strategy applying a variable charge threshold that provides a good compromise between an increase of the self-supply and a grid-relieving operation is implemented in the controller of real residential energy storage systems. Lastly, economic evaluations are carried out to determine the influences of the photovoltaic generation on the welfare and the course of the electricity market price.

Der Ausbau der erneuerbaren Energiequellen in allen Sektoren des Energieversorgungssystems ist zwin- gend erforderlich, um Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Photovoltaiksysteme spielen eine entschei- dende Rolle im Bereich der Elektrizitätsversorgung. Ein hoher Anteil an Photovoltaikstrom, der nahezu zeitgleich erzeugt wird, führt jedoch zu Herausforderungen, wie etwa Spannungsanhebung im Verteil- netz und fallenden Elektrizitätspreisen, die eine hohe Fluktuation aufweisen. Demzufolge werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit Ansätze am Beispiel des deutschen Elektrizitätsversorgungssystems untersucht, mit denen Photovoltaiksysteme an die Anforderungen eines zukünftigen Elektrizitätsver- sorgungssystems angepasst werden können. Eingangs wird deshalb das Erzeugungsverhalten von un- terschiedlichen Photovoltaiksystemen untersucht, wobei die Leistungsunterschiede von verschiedenen Modultechnologien bei unterschiedlichen realen Wetterbedingungen bestimmt werden. Des Weiteren wird der Einfluss von Energiespeichersystemen auf die Eigenversorgung von Haushalten bewertet und eine so genannte Peak-Shaving Betriebsstrategie, die einen variablen Ladeschwellwert berücksichtigt und einen guten Kompromiss zwischen einer Erhöhung der Eigenversorgung und einem netzentlasten- dem Betrieb darstellt, wird in der Steuereinheit von realen Haushaltsspeichersystemen implementiert. Abschließend werden wirtschaftliche Betrachtungen durchgeführt, um den Einfluss der Photovoltaik- erzeugung auf die Wohlfahrt und den Verlauf des Elektrizitätsmarktpreises zu bestimmen.