Mit Photovoltaik und Speicher Richtung Unabhängigkeit?

Transkript

1 Mit Photovoltaik und Speicher Richtung Unabhängigkeit? Nikolai Gajewski Karikatur: Gerhard Mester

2 Begriffserklärungen phos (Φῶς) Griechisch für Licht Allesandro Volta Italienischer Physiker Photovoltaik direkte Gewinnung von elektrischer Energie aus Sonnenenergie Solarthermie Gewinnung von Wärmeenergie aus Sonnenenergie kwp (Kilowattpeak) Spitzenleistung des Generators / der Module unter Standardtestbedingungen (STC): 1000 W/m², 25 C, AM 1.5 Photovoltaik kwh (Kilowattstunde) elektrische Energie 1000 W Leistung * 1h Betrieb = 1kWh Wirkungsgrad Anteil der Energie, die nach Umwandelung noch verfügbar ist; Einheit: %

3 PV-Inselanlagen Netzgekoppelte PV-Anlage Bildquellen: SMA, Fronius, Little Sun, Phocos, photovoltaic.eu

4 Modultypen polykristallin monokristallin Dünnschicht Folien Bildquellen: LG, Isofoton, Solar Frontier, Parabel Solar, Schott

5 Aufbau einer netzgekoppelten PV-Anlage Generatoranschlusskasten / Feuerwehrschalter PV-Module Gleichstrom (DC) -Kabel Hausanschlusskasten Zähler Wechselrichter Bildquelle: DGS

6 Volleinspeisung W W W W Bildquellen: NZR, Kostal, Schott, Bosch

7 Überschusseinspeisung / Eigenverbrauchslösung W W W * W * alternativ: Zweirichtungszähler Bildquellen: NZR, Kostal, Schott, Bosch

8 Überschusseinspeisung / Eigenverbrauchslösung 0W W * W * alternativ: Zweirichtungszähler Bildquellen: NZR, Kostal, Schott, Bosch

9 Standortbeurteilung Bildquellen: DGS, JRC Würzburg: ca kwh / (kwp*a) - 100% weitere Daten: re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

10 Standortbeurteilung - Verschattung

11 Standortbeurteilung - Verschattung

12 Standortbeurteilung - Verschattung

13 Montage bei Ziegeldächern Montage der Dachhaken Montage der Profile Montage der Module Bildquelle: Schletter

14 Montage bei verschiedenen Dacheindeckungen Falzblech Eternit Trapezblech Bildquelle: Schletter

15 Eigenverbrauch ohne Speicher

16 Eigenverbrauchserhöhung durch Speicher

17 Speichersysteme - DC-Kopplung DC = AC Bildquellen: Hager, Nedap, Schott, Bosch

18 Speichersysteme - AC-Kopplung Bildquellen: Hager, SMA, Schott, Bosch

19 Batterie / Akkumulator Eigenschaft Blei-Batterie Lithium-Batterie Energiedichte Wh/kg Wh/kg Wirkungsgrad 80% 90% Zyklenanzahl empf. Entladetiefe 50% 90% Kosten Wichtig für Lebensdauer: konstante Temperatur C Entladetiefe

20 Eigenverbrauch / Autarkie Eigenverbrauchsquote: Eigenverbrauchsqoute = 28 % = selbstverbrauchte Solarenergie produzierte Solarenergie kwh kwh Autarkiegrad: Autarkiegrad = 40 % = selbstverbrauchte Solarenergie Stromverbrauch kwh kwh

21 Natürlicher Eigenverbrauch Quelle: SMA Beispiel: Jahresverbrauch: kwh Anlagengröße: 5 kwp Eigenverbrauchsquote: 32 %

22 Eigenverbrauchserhöhung durch Speicher Quelle: SMA Beispiel: nutzbare Batteriekapazität: 3,5 kwh Anlagengröße: 5 kwp Eigenverbrauchserhöhung: 18 %

23 Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage Einnahmen Einspeisevergütung Ausgaben Anschaffungskosten / Eigenfinanzierung Einsparung Strombezug Betriebskosten (Fördermittel) (Kredittilgung) (Kreditzinsen) Kosten einer PV-Anlage: ca ,- bis 1.800,- pro kwp

24 Einspeisevergütungen Mai / Juni 2016 Anlagentyp Einspeisevergütung [Cent/kWh] Dachanlagen bis 10 kwp 12,31 Dachanlagen 10 bis 40 kwp 11,97 Dachanlagen 40 kwp bis 100 kwp 10,71 Freiflächenanlagen bis 100 kwp 8,53 40% der EEG-Umlage auf selbst verbrauchten Strom bei PVAnlagen > 10 kwp Direktvermarktungsmodell für Anlagen > 100 kwp Ausschreibungsmodell für Freiflächenanlagen > kwp

25 Speicherförderung 2016 Förderung von 25% der Speicherkosten über Tilgungszuschuss der KfW (- 3% jedes halbe Jahr) Speicherkosten = Kosten der Anlage / kwp * Größe der Anlage Beispiel: / kwp * 5 kwp = Tilgungszuschuss: (25 % von ) Voraussetzungen: (Teil-)Finanzierung der Anlage über Kredit der KfW Einspeiseleistung maximal 50% der Modulnennleistung 10 Jahre Zeitwertersatzgarantie der Batterie PV-Anlage < 30 kwp

26 Häuser-Programm Bayern (2016) Förderung von Heizungstausch ODER EnergieSystemHaus Installation einer PV-Anlage > 5 kwp und eines Speichersystems > 12 kwh Förderhöhe: mit Wärmespeicher und elektr. Wassererwärmung: mit elektrischem Speicher: mit elektrischem Speicher, Wärmespeicher und elektr. Wassererwärmung: Voraussetzungen: Einspeiseleistung maximal 50% der Modulnennleistung KfW-Bauvorhaben (Sanierung KfW 115; Neubau KfW 55) zusätzlich Förderung möglich

27 Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage Beispielanlage mit 5 kwp 7.500,- 50% Kreditfinanziert (2,75% / 10a) Strombezug 22,5 Cent/kWh + 2% p.a. Inbetriebnahme Juni 2016 Wechsel von Regel- auf Kleinunternehmerbesteuerung nach 5a Stromgestehungskosten: ca. 9 Cent / kwh Rendite der PV-Anlage: ca. 7 %

28 Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage mit Speicher Beispielanlage mit 5 kwp und 5 kwh Speicher (nutzbar) , Kreditfinanziert (2,75% / 10a) Strombezug 22,5 Cent/kWh + 2% p.a. Inbetriebnahme Juni 2016 Wechsel von Regel- auf Kleinunternehmerbesteuerung nach 5a Stromgestehungskosten: ca. 15 Cent / kwh Rendite der PV-Anlage: ca. 2,3 %

29 Und wann kommt IHR Aufbruch ins Solarzeitalter? Bild: Solar Impulse 2

30 Entwicklung PV-Zubau und Einspeisevergütung Quelle: Bundesnetzagentur

31 Strommix Deutschland ,0 % 8,1 % 16,6 % 46,4 % 25,9 % Anteil Photovoltaik: 5,13 % Quelle: EW Schönau

32 Energieanteile am Endenergieverbrauch Quelle: BDEW / Konversionsmanagement Kitzingen

33 Energiewenderechner Quelle: Energiewenderechner.de

34 Zubau Erneuerbare Energien Energieträger Stand Ziel nötiger Zubau nötiger Zubau pro Jahr Photovoltaik 36,6 GWp 809 GWp 772,4 GWp 22 GWp Wind 36,9 GW 785 GW 748,1 GW 21,4 GW Wasser 5,6 GW 7,6 GW 2 GW 0,057 GW bei Einsparungen durch Effizienz von ca. 50 % Quellen: BMWi, SFV

35 100% Erneuerbare Energien ist möglich "Eine Energieversorgung Deutschland für Strom und Wärme ist mit 100% erneuerbaren Energien möglich, Die Gesamtkosten sind nicht höher als die Kosten, die heute für die Versorgung mit Strom und Wärme verwendet werden." Quellen: Fraunhofer ISE

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37 PV-Inselanlagen DC-Kopplung DC AC AC-Kopplung Bildquelle: SMA

38 Zertifizierung und Qualitätsnachweise von PV - Modulen IEC / Prüfung der Isolationsfestigkeit, Temperaturwechsel, Feuchte/Wärmewechsel, mechanische Belastung, Hagel,... IEC Anforderungen an Aufbau, elektrische Sicherheit etc. CE Produktsicherheit nach europäischen Standard - Haftung des Herstellers bei durch das Produkt verursachten Schäden Flashtest Messen der elektrischen Werte unter STC Leistungstoleranz z.b. +5 Wp / -0 Wp Garantiebedingungen Produktgarantie, Leistungsgarantie

39 Grobe Entscheidungskriterien bei der Modulwahl Modultyp Kristalline Module Dünnschichtmodule Zellarten Poly-, Monokristallin, String Ribbon, HIT,... a-si, CI(G)S, CdTe, mikromorph,... Eigenschaften gute Flächenausnutzung (hoher Wirkungsgrad), Stabilität (Rahmenmodule) gutes Schwachlichtverhalten, Optik, (Preis) Einsatzgebiet (nicht ausschließlich) Süddächer, Neigung > 10 Ost-West-Dächer, geringe (Rahmenmodule), kleine Neigung (rahmenlose Flächen Module), große Flächen

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41 Batterie / Akkumulator Kapazität abhängig von Entladestrom / -zeit: Cn = I n tn 50 Ah = 5 A 10 h

42 Batterie / Akkumulator Zyklenlebensdauer abhängig von Entladetiefe:

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44 Solarstromeinspeisung und EEGVergütungszahlungen

45 Merit-Order-Effekt

46 Eigenversorgung ökologische Geldanlage / Altersvorsorge Unabhängigkeit von Rohstoffimporten Klimaschutz Unabhängigkeit von Energiepreissteigerungen Abmildern der Auswirkungen des Klimawandel regionale Erzeugung / Wertschöpfung Unabhängigkeit von Kohlenstoff-basierter Wirtschaft