Peter Toggweiler. Übersicht zum Betrieb von PV-Anlagen, 21. Oktober 2015, P.Toggweiler

Transkript

1 PV Update - Wartung, Unterhalt und Betriebskosten von PV-Anlagen 21. Oktober 2015 Lösungen und Strategien für niedrige Betriebskosten, von den Wartungsgrundlagen bis zur Umsetzung Peter Toggweiler

2 Inhalt _ Ziele, Zielkonflikte _ Gesetzliche Grundlagen _ Betriebskosten kennen und analysieren _ Strategien und Empfehlungen zur Reduktion der BK _ Darstellung von realistischen Ist- und Zielwerten 2

3 Ziele Ziele: Maximaler Ertrag bei minimalem Aufwand über die gesamte Nutzungsdauer. Bauphase B e t r i e b s z e i t, N u t z u n g s d a u e r Garantiezeit Prioritäten: 1. Hohe Qualität in der Bauphase (Arbeit und Material) 2. Sicherer Betrieb mit maximalem Ertrag und möglichst geringem Betriebsaufwand. So viel wie notwendig, so wenige wie möglich! Erneuerung, Ersatzbau, ev. Rückbau 3

4 Mögliche Zielkonflikte _ Bauherrschaft: Tiefe Anlagekosten und hohe Qualität! Ist beides möglich? Optimaler Ertrag, niedrige Betriebskosten, Gesetze einhalten _ Installateur: Zusatzertrag mit Betriebsdienstleistung Keine Garantiefälle; kurze oder lange Garantiezeit; Umfang der Garantien _ Netzbetreiber: Zählergebühren _ Versicherungen: Möglichst keine Schadenfälle! _ SUVA: Keine Unfälle bei Montage und Instandhaltung 4

5 Instandhaltung ist Pflicht! Sowohl in den Brandschutzvorschriften wie auch in der Niederspannungs-Installationsverordnung (NIV) steht klar, dass die Installationen und Anlagen in einem sicheren, den Vorschriften entsprechenden Zustand sein müssen. Weniger klar geregelt ist bisher, was das genau bedeutet. 5

6 Auszug aus der Brandschutznorm: _ Art. 17 Qualitätssicherungspflicht Alle betroffenen Personen haben während dem gesamten Lebenszyklus der Baute oder Anlage eine wirkungsvolle Qualitätssicherung im Brandschutz sicherzustellen. _ Art. 18 Dokumentationspflicht Zur Wahrung der Unterhaltspflicht sind der Eigentümerschaft von Bauten und Anlagen mit dem Bezug alle dazu erforderlichen Dokumente abzugeben. _ Art. 20 Unterhaltspflicht Eigentümer- und Nutzerschaft von Bauten und Anlagen sind dafür verantwortlich, dass Einrichtungen für den baulichen, technischen und abwehrenden Brandschutz sowie haustechnische Anlagen bestimmungsgemäss in Stand gehalten und jederzeit betriebsbereit sind. 6

7 Niederspannungs-Installationsverordnung (NIV) NIV Art. 3 Grundlegende Anforderungen an die Sicherheit 1. Elektrische Installationen müssen nach den anerkannten Regeln der Technik erstellt, geändert, in Stand gehalten und kontrolliert werden. Sie dürfen bei bestimmungsgemässem und möglichst auch bei voraussehbarem unsachgemässem Betrieb oder Gebrauch sowie in voraussehbaren Störungsfällen weder Personen noch Sachen gefährden. 2. Als anerkannte Regeln der Technik gelten insbesondere die Normen von IEC (International Electrotechnical Commission) und CENELEC (Comité Européen de Normalisation Electrotechnique). Wo international harmonisierte Normen fehlen, gelten die schweizerischen Normen. 3. Bestehen keine spezifischen technischen Normen, so sind sinngemäss anwendbare Normen oder allfällige technische Weisungen zu berücksichtigen. 7

8 Niederspannungs-Installationsverordnung (NIV) Auszug aus NIV Art. 5 Pflichten des Eigentümers einer elektrischen Installation 1. Der Eigentümer oder der von ihm bezeichnete Vertreter sorgt dafür, dass die elektrischen Installationen ständig den Anforderungen der Artikel 3 und 4 entsprechen. 2. Er hat zu diesem Zweck die technischen Unterlagen der Installation (z. B. Installationsschema, Installationspläne, Betriebsanleitungen usw.), die ihm vom Anlagenersteller oder Elektroplaner ausgehändigt werden müssen, während ihrer ganzen Lebensdauer und die Grundlagen für den Sicherheitsnachweis nach Artikel 37 während mindestens einer Kontrollperiode gemäss Anhang aufzubewahren. 3. Er muss Mängel unverzüglich beheben lassen. 8

9 International Electrotechnical Commission (IEC) IEC arbeitet an einem Normenvorschlag für den Unterhalt von PV-Anlagen (Maintenance of PV systems) Im Entwurf steht unter anderem als Begründung (Originalzitat): PV systems require preventative and corrective maintenance to perform as anticipated over lifetimes that can exceed 20 years. Preventative maintenance is critical for ensuring safety and basic system functionality. Sinngemäss übersetzt heisst das: PV Systeme benötigen vorsorgliche und reparaturbedingte Wartung um über die erwartete Betriebsdauer von mehr als 20 Jahren zu funktionieren. Vorsorgliche Wartung ist relevant um die Sicherheit und Funktion der Anlage sicher zu stellen. Ich möchte das zur Diksussion stellen! Wie viel Unterhalt ist notwenig, sinnvoll und wirtschaftlich vertretbar? 9

10 Vorgaben der SUVA Die SUVA arbeitet an einem neuen Merkblatt zur Sicherheit bei Montage und Instandhaltung von Solaranlagen. Es wird am nächsten Swissolar-Update am 26. Januar 2016 in Bern vorgestellt. Temporäre Gerüste für die Bauphase und fest installierte Sicherungs- und Schutzmassnahmen zählen in der Regel zu den Investitionskosten. Einzig in Fällen wo eine Nachrüstung notwendig ist, wird dies teilweise dem Betrieb und Unterhalt angelastet. 10

11 Wann ist eine Begehung angezeigt: _ Bei begrünten Dächern für den Rückschnitt (nicht wegen der PV-Anlage) _ Bei Verdacht auf Störungen durch Mindererträge oder angezeigten Fehlern durch das Monitoringsystem _ Bei sichtbaren Schäden _ Nach Unwettern mit aussergewöhnlichem Sturm und/oder Hagel _ Nach einem Blitzeinschlag _ Bei der periodischen Installationskontrolle 11

12 Untersuchungen zu den Betriebskosten (BK) von PVA Die nachfolgenden Resultate zu den Betriebskosten von PV-Anlagen basieren auf dem vor kurzem abgeschlossenen BFE-Projekt. Teile daraus wurden an der PV-Tagung in Basel und an der PVSEC in Hamburg gezeigt. Im Projekt wesentlich beteiligt waren folgende Organisationen und Personen: Basler und Hofmann AG Peter Toggweiler, Projektleitung Prof. Dr. Franz Baumgartner Diego Sanchez Olaf Maier Daniel Schär plus Zusammenarbeit mit Swissolar, BE Netz AG und Interviewpartnern Die Arbeiten sind durch die finanzielle Mithilfe des BFE ermöglicht worden. 12

13 Definition: Was gehört zu Betriebskosten (BK, OPEX) _ Unterhalt, Reparatur und Ersatz von Komponenten und Installationen (Wechselrichter, Sicherungen, Module, etc.) _ Gebühren für Zähler, Netzanschluss, HKN-Erfassung _ Reinigung _ Service- und Kontrollgänge _ Betriebsüberwachung _ Versicherungen: nur Haftpflicht und Elementarschaden _ Administration, Verwaltung _ Diverses (MWST, Dachmiete, Rückbaukosten, Unterhalt MS-Trafo und Schaltanlagen) 13

14 Definition: Was gehört nicht zu den BK? _ Kapital- und Gewinnsteuern _ Zinsen und Abschreibungen resp. Kapitalamortisation, entspricht den Kapitalkosten (KK, CAPEX) _ Garantieleistungen nach der Inbetriebnahme, geht in die KK _ Nachträgliche, wertvermehrende Investitionen oder Erneuerungen, welche die Nutzungsdauer nachweislich verlängern? _ Übrige Risikoversicherungen (das kann den Zins beeinflussen) 14

15 Umstrittene Punkte _ Rückbau Ja oder Nein? Eher Nein, weil PV-Anlagen an Gebäuden gleich behandelt werden können wie die Gebäude selber. Anstatt Rückbau werden laufend Instandhaltungen und Erneuerungen ausgeführt. _ Module und Wechselrichter werden inkl. vorgezogener Entsorgungsgebühr (VREG) verkauft, damit ist die Entsorgung in den KK enthalten. _ Dachunterhalt ist vor allem bei Flachdächern immer notwendig, insbesondere bei begrünten Dächern. Es ist deshalb ist nur der wegen der PV-Anlage zusätzliche Aufwand als Unterhalt anzurechnen. _ Ersatz von Komponenten als BK oder wertvermehrend als Investition? 15

16 Umfrageergebnisse: Infos & Feststellungen _ Zuverlässige Antworten, gute Beteiligung, Zeitpunkt von 2014 und früher _ Grosse Varianz wie die Kosten erfasst/nicht erfasst werden. _ Fehlende Angaben wurden durch Werte von anderen, ähnlichen Anlagen ersetzt, was nicht bedeutet, dass diese Kosten effektiv angefallen sind, Beispiel Miete. _ Ein grosser Teil sind relativ neue Anlagen mit wenig Langzeiterfahrung und noch wenig Reparaturen. _ Für Wechselrichterersatz werden Rückstellungen gebildet, für Solarmodule nicht! 16

17 Umfrageergebnisse: Verteilung der Kosten 17

18 Betriebskosten [Rp. / kwh] Umfrageergebnisse: Zusammenfassung Austausch von Wechselrichtern (median) Summe aller anderen Kostentreibern (median) Total der Betriebskosten (10th perc. - median - 90th perc.) < 10 < 30 < 100 < 300 < 1000 > 1000 Leistungskategorien [kw p ] 18

19 Übersicht zu den relevanten Kostenfaktoren in Rp./kWh Ersatz der Wechselrichter 5 kwp Dach PV Anlage EFH 50 kwp Dach PV Anlage MFH 500 kwp Industrie- / Landwirtschaft Stromzähler/LGM 2/ Kontrollgänge Überwachung und Datenverbindung Dachmiete 1 vorgeschrieben nach Bedarf Total

20 Nutzung der Ergebnisse Die Mittelwerte der erfassten Betriebskosten geben kein ausreichendes Bild ab über die zu erwarteten BK von PV-Anlagen. Zur Ergenissdarstellung wurden darum 7 Referenzfälle wie folgt deklariert: Grösse Bauart Schrägdach Flachdach Kies Flachdach begrünt 10 kw 100 kw >1 MW 20

21 Kurzbeschreibung der Beispiele Bauart Schrägdach (SD) Grösse 10 kw 100 kw >1 MW Private Anlage auf EFH, Eigenverbrauch Gewerbliche Anlage, mit KEV PV-Kraftwerk, mit KEV, mit Contracting Flachdach Kies (FDKies) Private Anlage auf EFH, Eigenverbrauch Gewerbliche Anlage, mit KEV PV-Kraftwerk, mit KEV, mit Contracting Flachdach begrünt (FD grün) Gewerbliche Anlage, mit KEV 21

22 Annahmen für die Referenzbeispiele Grösse 10 kw 10 kw 100 kw 100 kw 100 kw >1MW >1MW Typ SD FDKies SD FDKies FD grün SD FDKies Wechselrichterunterhalt Reinigung, Dachunterhalt Service- und Kontrollgänge Reparaturen & Ersatz, o. WR Autom. Anlagenüberwachung Zählerwesen Versicherung Administration Diverses (Miete und MS-Trafo) Legende entfällt wird ausgeführt Ausführung im reduzierten Takt/Aufwand SD: Schrägdach FD: Flachdach 22

23 Erläuterungen zu den Beispielen _ Zählerkosten entfallen bei kleinen Anlagen, weil der bestehende Bezugszähler auch die Rücklieferung erfasst und der VNB soll auf den Produktionszähler verzichten resp. diesen nicht verrechnen. _ Das Gründach hat 0.5 Rp/kWh mehr für die zusätzliche Gründachpflege. _ Diverses: Miete und Kosten für MS-Trafo nur bei Anlagen >1 MW _ Kosten WR-Ersatz: kw CHF Rp/kWh

24 Resultate als zukünftige Erwartungswerte Zielwerte BK in Rp./kWh, ab Baujahr Private Anlage, EV Gewerbliche Anlagen mit KEV SD FDKies SD FDKies FD grün SD FDKies 10 kw 10 kw 100 kw 100 kw 100 kw >1MW >1MW SD: Schrägdach FD: Flachdach 24

25 Jahreskosten in CHF Kostensituation bei BK 6 Rp/kWh, Beispiel EFH 10 kw-anlage, IK netto = CHF (Einmalvergütung abgezogen), Zins = 2 % pro Jahr, Amortisation = 25 Jahre BK = 6 Rp/kWh plus 1 % Teuerung pro Jahr, Strompreis = CHF/kWh Betriebskosten Zins Amortisation 25'228 16'268 Betriebskosten Zins&Amortisation Betriebsjahr Verlauf der jährlichen Kosten in CHF Summen der Kosten über 25 Jahre in CHF 25

26 Jahreskosten in CHF Kostensituation bei BK 3 Rp/kWh, Beispiel EFH 10 kw-anlage, IK netto = CHF (Einmalvergütung abgezogen), Zins = 2 % pro Jahr, Amortisation = 25 Jahre BK = 3 Rp/kWh plus 0.5 % Teuerung pro Jahr, Strompreis = CHF/kWh 1' Betriebskosten Zins Amortisation 25'228 8'134 Betriebskosten Zins&Amortisation Betriebsjahr Verlauf der jährlichen Kosten in CHF Summen der Kosten über 25 Jahre in CHF 26

27 Möglichkeiten zur Senkung der BK _ Datenübertragung für LGM und Anlagen-Monitoring zusammen legen. _ Keine teure Fernüberwachung bei kleinen Anlagen, stattdessen einfache Fernauslese oder WR mit Display gut sichtbar platzieren. _ Reinigungsintervalle optimieren _ Keine oder geringe Dachmieten _ Versicherung überprüfen _ PV-Gründächer mit Extensivsubstrat und Sedumpflanzen _ DC-Leistung/AC-WR-Nennleistung deutlich über 1, ca _ WR-Aufstellungsort sorgfältig wählen, gute Kühlung, wenig Staub 27

28 Möglichkeiten zur Senkung der BK _ Hohe Qualität bei Komponenten und Installation. Der Solarprofi macht s! _ Garantieleistungen ausweiten und sicherstellen (aus Sicht Eigentümerin) _ Integration in den Gebäudebetrieb bei Industrie-, Büro- und Gewerbebauten _ Administration minimal halten _ Module mit weniger Verschmutzung _ Innovationen? 28

29 Beispiel: Kombination LGM und Fernüberwachung _ Das Zusammenlegen von LGM und Fernüberwachung ist vor allem bei Anlagegrössen im Bereich kw relevant. Drei Varianten sind denkbar, wobei die Anforderungen an die LGM immer zu erfüllen sind. _ Der VNB verzichtet auf die eigene Lastgangmessung und verwendet stattdessen die Angaben des Produzenten. Der VNB stellt dem Anlagebetreiber alle für ihn relevanten Daten zur Verfügung. Die Auslesung des Lastgangzählers erfolgt über die Datenkommunikation der Solaranlage. _ Werden die BKW und Solar-Log das umsetzen? _ Kosteneinsparungen von ca. 0.5 Rp/kWh sind damit möglich. 29

30 Fazit, Schlusswort _ Eine netzgekoppelte PV-Anlage besteht aus Komponenten ohne bewegte Teile. Es braucht keine Brennstoffe, keine Schmiermittel und kein Ersatz in Folge mechanischer Abnutzung. Somit kann erwartet werden, dass richtig dimensionierte und gut gebaute PV-Anlagen ohne zusätzliche Massnahmen Jahre einwandfrei funktionieren. Zahlreiche Erfahrungen bestätigen das, aber es gibt auch Ausnahmen. _ Ein einmaliger Ersatz des Wechselrichters und ev. einzelner Module sollte eingeplant werden. _ PV-Anlagen benötigen im Normalfall keine Wartung und keinen Unterhalt. _ Eine regelmässige Ertragskontrolle genügt. _ Defekte und Störungen müssen möglichst rasch behoben werden. 30

31 Peter Toggweiler, Basler & Hofmann AG Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Olten, 21. Oktober 2015