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1 Formatvorlage des Untertitelmasters durch Klicken bearbeiten Erneuerbare Energien für den Privathaushalt Photovoltaik Referent: Dr. Stefan Murza Energieagentur Regensburg e.v. Regensburg, 28. Oktober 2010

2 Motivation Steigende Energiepreise Klima- und Umweltschutz Reduzierung CO2 Emission

3 Globalstrahlung in Deutschland Quelle: Quaschning: Regenerative Energiesysteme Quelle: Deutscher Wetterdienst

4 Mittlere Sonnenstunden in Deutschland Quelle:

5 Jahres-Temperaturverlauf in Regensburg Quelle:

6 Ursprung der Energie: Die Sonne Sonne steht unbegrenzt und kostenlos zur Verfügung Intensität der Sonnenstrahlung: 1,367 kw / m² (Solarkonstante) Energie reicht aus, um den Weltbedarf bei weitem zu decken Potential technisch und wirtschaftlich begrenzt

7 Potential in Deutschland 800 Mio m² Dachfläche für solare Nutzung geeignet Reicht aus, um 30 % des Stromverbrauchs zu decken Voraussetzungen: Technologie vorantreiben und Kosten senken Aktuell: Photovoltaikanlagen mit MW Leistung produzierten ,6 Mrd. KWh Strom Stromertrag deckt heute Verbrauch von 1,7 Mio. Haushalten

8

9 Technik der Photovoltaik Sonnenenergie wird direkt in elektrischen Strom umgewandelt Umwandlung mittels Solarzellen, zu Modulen verbunden Grundlage ist der photovoltaische Effekt: Das photovoltaische Prinzip beschreibt die Entstehung einer elektrischen Spannung in einem Halbleiter, einem Farbstoffmolekül oder ähnlichem, wenn bei Einstrahlung von Licht die Ladungsträger angeregt werden. Extrahiert man diese Ladungsträger, so kann man elektrische Energie in Form von Strom gewinnen. Das photovoltaische Prinzip wurde im Jahr 1839 von Becquerel entdeckt.

10 Photoeffekt Quelle: Quaschning: Regenerative Energiesysteme

11 Funktionsprinzip einer Solarzelle Quelle: Quaschning: Regenerative Energiesysteme

12 Technik der Photovoltaik Unterscheidung in: Inselanlagen: Speicherung in Akkumulatoren (z.b. solarversorgte Autobahnbeleuchtungen und Parkuhren) Speicherung als Gleichstrom oder Umwandlung Netzgekoppelte Anlagen: Gleichspannung wird Wechselspannung umgewandelt Einspeisung ins öffentliche Stromnetz Quelle:

13 Anlageformen Aufdachanlage: Häufigste Anlageform Module werden über Dacheindeckung mittels Schrägdachmontagegestell befestigt Gebäude-integrierte Anlage: Anlage ersetzt Teile der Gebäudehülle (Fassade oder Dach) Vorteil: ungenutzte Flächen zur Energieerzeugung Nachteil: keine optimale Hinterlüftung Einbuße Wirkungsgrad Freiflächenanlage: Anlage auf freiem Gelände

14 Bauliche Voraussetzungen und Montage Aufstellungsfläche für Kollektoren Ausrichtung: südöstlich bis südwestlich Keine / wenig Verschattung (z.b. durch Gauben, Kamine, Bäume) Dachneigung zwischen 20 und 50 (mit Mehraufwand auch auf Flachdächern möglich) Quelle: Quaschning: Regenerative Energiesysteme

15 Stromertrag Abhängig von: der Sonneneinstrahlung: Nimmt grundsätzlich von Nord- nach Süddeutschland zu Werte für Mittel- und Süddeutschland liegen zwischen 950 und 1250 KWh/m² pro Jahr der Objekteffizienz Installierte Leistung wird in kwpeak (Maximalleistung) angegeben

16 Effizienz des Objekts Ausrichtung und Montage: Verschattung führt zu erheblichen Leistungsverlust Abweichung von der opt. Ausrichtung (Süd 30 Neigung): geringe Leistungseinbuße Gute Hinterlüftung: bessere Kühlung führt zu höherer Effizienz Wetterbedingung: optimaler Tag: wolkenlos und klar Aerosole aus Atmosphäre schmälern Einstrahlung Höhe des Tagesbogen: Nimmt im Sommer zu, je näher die Anlage in Richtung der Pole installiert ist

17 Strahlungsleistung der Sonne in Deutschland stark vom Wetter abhängig! Daher ergibt sich eine Strahlungsleistung aus der Einstrahlung: Sonnenschein, klarer bis leicht diffuser Himmel: Sommer: W/m² Winter: W/m² Sonnenschein bei leichter bis mittlerer Bewölkung: Sommer: W/m² Winter: W/m² stark bewölkt bis nebelig-trüb: Sommer: W/m² Winter: W/m² Quelle: Wikipedia

18 Berechnung für ein Einfamilienhaus Aufdachanlage in Regensburg Dachfläche: 80 m² 30% Abzug: 56 m² Keine Verschattung Ausrichtung: Süd 45 Leistung: 950 kwh/kwp/a Benötigte Fläche pro kwp: ca. 8 m² 7 kwp Erzeugter Strom: kwh/a Alterung der Module: jedes Jahr ca. 0,5%

19 Einspeisevergütung nach EEG Anlagen an oder auf Gebäuden ( 33): Basisdegression: Ab 2010: 9%; ab : 13%; ab : 3% Die Degression kann zum zwischen 6% und 13% variieren Die Degression kann ab dem zwischen 1,5% und 21% pro Jahr variieren Vergütung in ct / kwh Bis 30 kw 39,14 34,05 33,03 31,04-28, kw 37,23 32,39 31,42 29,53-27, kw 29,37 25,55 24,79 23,3-25,56 Bis 30 kw Ab 30% Eigennutzung 22,76 22,76 17,67 22,05 16,65 21,03 14,66 12,36 19,04-16, kw Ab 30% Eigennutzung 0,00 0,00 16,01 20,39 15,04 19,42 13,15 10,95 17,53-15, kw Ab 30% Eigennutzung 0,00 0,00 14,27 18,65 13,35 17,73 11,56 9,48 15,94-13,86

20 Einspeisevergütung nach EEG Freiflächenanlagen ( 32): Basisdegression ab 2010: 9% Die Degression kann zum zwischen 6% und 13% variieren Die Degression kann ab dem zwischen 1,5% und 21% pro Jahr variieren Jahr der Inbetriebnahme Anlagen auf versiegelten Flächen und Konversionsflächen in ct / kwh Sonstige Freiflächenanlagen in ct / kwh 2010 (alte Regelung) 28,43 28, (neue Regelung) 2011 Ab Ab Ab Ab ,15 25,37 0,00 0,00 23,85-22,07 0,00

21 Wirtschaftlichkeit

22 Steuern Gewerbesteuer: unter einem gewerblichen Gewinn von /a nicht fällig betrifft die meisten Kleinanlagen um 10 kwp Umsatzsteuer: Umsatzsteuerpflicht ist anzustreben, aufgrund Vorsteuerabzug bei hohen Anlaufinvestitionen Wahlweise Befreiung für Kleinunternehmer unter /a Bruttoumsatz Einkommenssteuer: Gewinn oder Verlust in Einkommensteuererklärung angeben Einahmen aus Stromverkauf Ausgaben: z. B. Zinsen, Abschreibung, laufende Kosten

23 Wirtschaftlichkeit: Kosten Beispiel Einfamilienhaus Für 7 kwp-anlage: Einmalkosten: AK Module: ca pro kwp Laufende Kosten: 210 Versicherung Rücklagen für Wechselrichter Steuerberater Gesamt: ca. 30 pro kwp

24 Wirtschaftlichkeit: Finanzierung Beispiel Einfamilienhaus 100% Fremdfinanzierung über KfW-Bank: Darlehen über Auszahlung: 100 % Laufzeit 10 Jahre Effektiver Zinssatz: 2,90 % Anfängliche Tilgung: 10 % Zins- und Tilgungszahlung jährlich Jahr Tilgung Zinsen Annuität Restschuld ,00 609, , , ,00 548, , , ,00 487, , , ,00 60, ,90 0,00 Summe , , ,50 0,00

25 Wirtschaftlichkeit: Finanzierung Beispiel Einfamilienhaus 50% Fremdfinanzierung über KfW-Bank: Darlehen über Auszahlung: 100 % Laufzeit 10 Jahre Effektiver Zinssatz: 2,90 % Anfängliche Tilgung: 10 % Zins- und Tilgungszahlung jährlich Jahr Tilgung Zinsen Annuität Restschuld ,00 304, , , ,00 274, , , ,00 243, , , ,00 30, ,45 0,00 Summe , , ,75 0,00

26 Wirtschaftlichkeit: Ertrag Beispiel Einfamilienhaus Erzeugter Strom: kwh/a Komplette Einspeisung: /a Einspeisevergütung: 33 ct/kwh 20% Eigennutzung: 1.977,06 /a Einspeisevergütung für kwh (33 ct/kwh): 1.755,60 Vergütung für kwh Eigenverbrauch (16,65 ct/kwh): 221,46 50% Eigennutzung: 1.709,12 /a Einspeisevergütung für kwh (33 ct/kwh): 1.097,25 Vergütung für kwh Eigenverbrauch: 611,87 Bis 30 % Eigennutzung (16,65 ct/kwh): 332,17 Ab 30 % Eigennutzung (20%) ( 21,03 ct/kwh): 279,70

27 Stromerzeugung in 20 Jahren Für 7 kwp-anlage: Jahr Erzeugter Strom Einspeisevergütung Alterung der Module: Jährlich 0,5% 33 ct / kwh kwh 2.194, ,75 kwh 2.183, ,67 kwh 2.172, ,75 kwh 2.161, ,27 kwh 2.005, ,89 kwh 1.995,14 SUMME ,06 kwh ,46

28 Abschreibung Lineare Afa: Nutzungsdauer: 20 Jahre Jährliche Afa: 5 % = (AK: ) Afa von den Anschaffungskosten Degressive Afa: Pv-Anlagen, die 2009 oder 2010 angeschafft wurden Nutzungsdauer: 20 Jahre Jährliche Afa: 2,5 x lineare Afa: 12,5 % Afa im 1. Jahr: Afa vom Restbuchwert Sonderabschreibung: im Jahr der Anschaffung und in den weiteren 4 Jahren: 20 %

29 Abschreibung Abschreibung meist steuergünstig (gewinnschmälernd) Beginn mit degressiver Afa Wechsel auf lineare Afa möglich Für 7 kwp-anlage: Jahr Afa Satz 0 Anschaffungskosten 1 Afa ,5 Buchwert 2 Afa 2.625, ,00 12,5 Buchwert 2.296, ,13 12 Buchwert 4.229,76 13 Afa 528,72 Buchwert 3.701,04 20 Afa 528,72 Buchwert 0,00 Wechsel auf lineare Afa

30 Amortisation Abhängig von: Einspeisevergütung Laufzeit Anschaffungskosten Jahresenergieertrag mit 100% Eigenkapital: ca Jahre mit 100% Fremdkapital: ca Jahre Für 7 kwp-anlage: AK: Ertrag: /a Kosten: 210 /a Amortisation: 11 Jahre

31 Rendite Für 7kWp-Anlage: komplette Einspeisung und 100% Fremdfinanzierung: Erträge aus 20 Jahren Stromverkauf: ,46 Kosten: ,50 Zinsen: 3.349,50 Tilgung: Betriebskosten: Überschuss: ,96

32 CO2-Emission des deutschen Strommix Bei kwh /a erzeugtem Strom Einsparung von kg CO2/a Über eine Laufzeit von 20 Jahren: Einsparung von über 73 t CO2

33 Prognose der Sonnenbranche für 2020

34 Energieagentur Regensburg Altmühlstraße 1 a Regensburg Tel.: 0941 / Fax: 0941 / Internet:

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