Die Bedeutung von dezentralen PV-Systemen für die deutsche Energiewende

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1 Die Bedeutung von dezentralen PV-Systemen für die deutsche Energiewende Johannes Weniger Joseph Bergner Tjarko Tjaden Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin 30. Symposium Photovoltaische Solarenergie 5. März 2015 Kloster Banz, Bad Staffelstein

2 Entwicklung der Stromerzeugung in Deutschland Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Ausbaukorridore der Bundesregierung (Szenario Deichbau) 900 Bruttostromverbrauch in TWh holperiger Kernenergieausstieg Ausstieg aus dem Klimaschutz Wachstumsbremse für Zukunftstechnologien Verfehlen Der EE- Ausbauziele für Export Fossile Kraftwerke Kernenergie Photovoltaik Windkraft (offshore) Windkraft (onshore) Geothermie Biomasse Wasserkraft PV: 2,5 GW/a (brutto), Wind onshore 2,5 GW/a (netto), Wind offshore 0,8 GW/a (netto), Biomasse 0,1 GW/a (brutto) 2

Verfehlen Der EE- Ausbauziele für 2050 0 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Export Fossile Kraftwerke Kernenergie Photovoltaik

3 Anpassung der EEG-Zielkorridore erforderlich 800 TWh Andere Geotherrmie Photovoltaik Biomasse Windkraft (offshore) Windkraft (onshore) Wasserkraft Biomasse Windkraft (onshore) Photovoltaik 100 MW/a (brutto) 800 MW/a (brutto) 2500 MW/a (netto) 7500 MW/a (brutto) 2500 MW/a (brutto) MW/a (brutto) 3

1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 Biomasse Windkraft (onshore) Photovoltaik 100

4 Stromerzeugung in Deutschland Sonntag, 8. Juni 2014 Leistung in GW ,8 GW max. PV-Leistung = 60 % inst. PV-Leistung 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 PV-Leistung Export Regenerative Erzeugung Konventionelle Erzeugung PV Wind Biomasse Laufwasser Sonstige Gas Steinkohle Braunkohle Kernenergie Verbrauch 36,7 GW 4

PV-Leistung 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00

5 Stromerzeugung an sonnigen Tagen, Szenario Klimaschutz Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Sonntag, 8. Juni Abregelung PV Wind Biomasse Laufwasser Sonstige Gas Steinkohle Braunkohle Kernenergie Verbrauch 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Leistung in GW PV-Leistung 80 GW 5

Juni 2014 70 60 50 40 30 20 10 0 Abregelung PV Wind Biomasse Laufwasser Sonstige Gas Steinkohle

6 Stromerzeugung an sonnigen Tagen, Szenario Klimaschutz Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Sonntag, 8. Juni Abregelung PV Wind Biomasse Laufwasser Sonstige Gas Steinkohle Braunkohle Kernenergie Verbrauch 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Leistung in GW PV-Leistung 200 GW 6

Juni 2014 120 100 80 60 40 20 0 Abregelung PV Wind Biomasse Laufwasser Sonstige Gas Steinkohle

7 Nutzbare dezentrale Speicherpotenziale 700 GWh/d Prozesswärmespeicherung Raumtemperaturänderung Haushalte Trinkwarmwasser Elektromobilität maximale PV-Überschüsse bei 200 GW PV-Leistung dezentrale Speicherpotenziale Batterien Gewerbe Batterien Haushalte Pumpspeicher (zentral) 7

Elektromobilität 100 0 maximale PV-Überschüsse bei 200 GW PV-Leistung

8 Mögliche Nutzung von PV-Überschüssen Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin Pumpspeicher Batterien WH Batterien Gew. Elektroautos Warmwasser Raumtemp. Industrieproz. PV Wind Biomasse Laufwasser Backup Verbrauch 8 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Leistung in GW

PV Wind Biomasse Laufwasser Backup Verbrauch 8 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00

9 Potenziale für dezentrale Speichersysteme Installierte Hausspeichersysteme > Zugelassene Plug-In-Hybrid- und Elektroautos > Installierte Wärmepumpen-Systeme > Installierte PV-Systeme auf Wohngebäuden > Ein- und Zweifamilienhäuser im Bestand

Elektroautos >25 000 Installierte Wärmepumpen-Systeme >600 000

10 Keine Kostenvorteile bei zentralen Großanlagen Stromgestehungskosten in ct/kwh zentrale Großanlagen kalkulatorischer Zinssatz in % dezentrale Kleinanlagen PV-Systemkosten in /kw p Annahmen: 950 kwh/kwp, Betriebskosten 2% der PV-Systemkosten 10

% dezentrale Kleinanlagen 4 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

11 Betriebsstrategien für PV-Speichersysteme Speicherung Netzeinspeisung Abregelung Einspeisegrenze Feste Ohne Einspeisebegrenzung durch Abregelung Feste Einspeisebegrenzung Dynamische Einspeisebegrenzung Eigenverbrauchsopt. Netzoptimiert Prognosebasiert 11

Einspeisebegrenzung durch Abregelung Feste Einspeisebegrenzung

12 Abregelungsverluste bei PV-Systemen jahresmittlere Abregelungsverluste 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% PV-System ohne Eigenverbrauch PV-System mit Eigenverbrauch PV-Speicher mit fester Einspeisegrenze durch Abregelung PV-Speicher mit dynamischer Einspeisegrenze 0% 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 maximale Einspeiseleistung in kw/kwp 12

Eigenverbrauch PV-Speicher mit fester Einspeisegrenze durch Abregelung

13 Steigerung der Einspeiseleistung durch Batterien max. 0,6 kw/kwp max. 0,4 kw/kwp Speicherung Netzeinspeisung Einspeisegrenze 13

14 Wir können was in die Waagschale werfen! Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin 14

15 Helfen Sie mit, die Energiewende gegen die bestehenden Widerstände durchzusetzen. Lasst uns gemeinsam den Planeten retten. 15

16 Zum Weiterlesen 16

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