Eine vier-dimensionale Energie Systemlösung

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1 3. Symposium Photovoltaische Solarenergie März 15, Kloster Banz, Bad Staffelstein Eine vier-dimensionale Energie Systemlösung Die Anwendung der Schweizerischen Eigenverbrauchs-Regelung Thomas Nordmann TNC Consulting AG CH 876 Feldmeilen B TNC steht für: Solarstrom und Gebäudeeffizienz Das sind seit 3 Jahren unsere Themen Entwickeln und umsetzen 1989 erste Photovoltaikanlage auf einer Autobahn-Schallschutzwand (BFE P&D) 1996 Konzeption der weltweit ersten Solarstrombörse für ewz, Elektrizitätswerk der Stadt Zürich Einsatz der Bifacial-Technologie (zweiseitige Solarzellen) als Schallschutzwand entlang Strasse & Schiene Prozessentwicklung und Umsetzung Energie Nationales Gebäude-Sanierungsprogramm Energie Schweiz 1997/1999 Vollzug «Das Gebäudeprogramm» für 16 Kantone Projekt-Träger Pro 5 kw Projekte Kantone LU, VS, ZH, NE und JU Nationales Programm «Gebäude Automation» ab November für Stiftung Klick Europäischer Solarpreis 1997 Th. Nordmann TNC 14 1 Energetische Gebäudeerneuerung und Photovoltaik- Systemlösungen im Wohnbau Agenda Was hat Photovoltaik mit der wärmetechnische Gebäudeerneuerung im Bestand und der Mobilität zu tun? Wie können wir die Jährliche Energetische Erneuerungsrate vergrössern Warum brauchen wir einen gemeinsam Plan, um einen hohen Anteil im Stromnetz zu ermöglichen? Wie emanzipieren wir uns aus dem Energie kwh und EEG Kostenorientierten Markt zu Energie-Systemlösungen? Was ist die Vier- Dimensionale Energie-Systemlösungen! Warum Strom zu Wärme, Strom zu Speicher und Strom zu Mobilität? Herausforderungen und Chancen in sieben Thesen Was macht Photovoltaik im Gebäude so wichtig? Warum sollten wir mit dem bestehenden Gebäudepark beginnen? Gebäude 35% Strom 36% CO Emission! Gebäude ermöglichen Langzeitinvestitionen von mehr als 5 Jahren. Kreditwürdige Hausbesitzer haben Zugang zu niedrigen Kapitalkosten. Der Wohnbau hat hohe Stromtarife. Die wärmetechnische und elektrische Verbesserung des (Schweizer) Gebäudeparks ist ein nachhaltiger und dezentraler Milliarden Markt. Module sind ein wichtiger aber anteilmässig kleiner Teil der Investitionskosten Eigenverbrauch ist in D & CH parallel zum EEG im Energiegesetz ab 14 möglich und erwünscht! 3 4

2 Eigenverbrauch ist im Energiegesetz festgelegt: Art. 7 Abs. bis / Art. 7a Abs. 4bis EnG Die vier-dimensionale Energie-Systemlösung B Produzenten dürfen die selbst produzierte Energie am Ort der Produktion ganz oder teilweise selber verbrauchen (Eigenverbrauch). Sofern ein Produzent von diesem Recht Gebrauch macht, darf nur die tatsächlich ins Netz eingespeiste Energie als eingespeist behandelt und verrechnet werden. Strom- & Wärme-Effizienz Clever Neu Eigenverbrauch ist auch bei Mietliegenschaften möglich! Elektro- Mobilität Smart Grid connection 5 6 Strom-Effizienz in Gebäuden Wärme-Effizienz in Gebäuden Arbeitsteilung zwischen Hülle und Haustechnik FL 1 LED 13 1 W η < 5%! IST Zustand l/m EBF Bessere Gebäudehülle Das Gebäudeprogramm 1 l/m EBF LED 1.5 W CFL 18 W % Bessere Haustechnik u. erneuerbare Energien 6.5 l/m EBF 5% EBF = Energiebezugsfläche [m ] 7% Haustechnik Switch Energieträger neuer Energieträger WP Strom 1/4 von 3% = 8% = 1.6 l/m EBF 16 kwh/m EBF 7 8

3 Clever 1% jährlicher Strombedarf Solarstrompark Schulhausareal Erlenbach, Schweiz 19 kwp 9 Clever Mittag > 1% jährlicher Strombedarf ost-west-orientierter Module Norden Dachanlage Belegung = 3 5 % Ertrag = 1% Süden Ost Dachanlage Belegung = 1 % Ertrag = 9% West 9 1 Boiler 8h/4h Smart Grid connected Kühlschrank 4h/4h 8h/4h! TV, Audio & PC Brauchwasser Kühlschrank Waschmaschine/Tumbler Kochen Licht Andere Strom zu Wärme Zeitverschiebung von + h 1h 15 % 17 % 1 % ~ 45 Smart Grid connected Lokaler Batteriespeicher > 5% täglicher Bedarf Verschiebung - 4h 5 kwp B 65ºC Waschmaschine 7. kwh 15% - 8ºC 17% Ertrag 5 kwh 7. kwh Batterie 11 1

4 infinite power Elektro-Mobile die man kaufen kann! Wo lädt man das Elektroauto? electric-drive 15 kwh/1km 1.7 l Benzin/1 km Personen 145 km Leistung 55 kw/75 PS 995 kg Batterie 17.6 kwh Li-Ion Haltbarkeit der Batterie bis zu 1 Jahren Preis: CHF kwh/1km 1.5 l Benzin/1 km 5 Personen 19 km Leistung 15 kw/17 PS 1`7 kg kwh Batterie Li-Ion Haltbarkeit der Batterie bis zu 1 Jahren Preis CHF kwh/1 km 3 kwh/ km Ladung η > 8% Eine Anlage mit 3-4 kwp ist notwendig Kosten 13 CHF ca Damit hast Du einen vollen Tank für die nächsten 5 Jahre! 4 kw 3 kwh/jahr Tesla S 18 kwh/1 km 1.9 l Benzin/1 km 5 Personen 35 km/ (45 km) Leistung 5 kw/3 PS 1 kg Li-Ion Batterie 6 kwh/ (85 kwh) 8 Jahre und/ km Garantie auf Batterie Preis: ab CHF Miloni Solar AG i-port Das Elektroauto unterwegs laden: 33km/h! Aus dem kostenorientierten Markt zur vier-dimensionalen Energie-Systemlösung! 33 km/h! 317 A 3 V DC 1kW DC Strom- u. Wärme- Effizienz AAA+ Geräte -%-9% <6.6 l /m EBF Switch Energieträger Clever jährlich 5% Strombedarf jährlich 1% Strombedarf > 1% jährlicher Strombedarf + Ost - West-Modulbelegung Elektro- Mobiltät Kauf Dein Elektroauto heute! Lade Dein Elektroauto mit! Verdopple Deine Anlage für Eigenverbrauch Smart Grid Connected «Strom aus Wärme» «Strom aus Speicher» Inverter mit intelligenten Netzservices «Strom aus Wärme» Zeitverschiebung h -1h > 5 % /Tag Batteriespeicher 15 16

5 Heute ø Pro Kopf-Verbrauch und Produktion TV, Audio & PC Kühlschrank Heisswasser Waschmaschine/Tumbler Kochen Beleuchtung Andere Wärmepumpe Elektromobilität Produktion Produktion Erneuerbare Verbrauch/Bedarf B Strombedarf und Produktion Zürich Allg. Stromverbrauch Warmwasser (WP) E-Mobilität Heizung (WP Zürich) 3'5 3' 45 Produktion (ZH 3 Süd) 5 4 Produktion (ZH 9 Süd) 3 kwh/a ca. 3. kwp/kopf ca. 19 m /Kopf 3 kwh/a ca. 4.4 kwp/kopf ca. 8 m /Kopf '5 Effizienz + WP 1.8 kwp +.5 kw.3 kwp -5% [kwh] ' 1'5 1' WP 1' E-Mobilität -3'5-3' -'5 -' -1'5-1' ' 1'5 ' '5 3' 3' kw 3.4 kwp 6 8 km/a 1 kwh/a 5 Juli August September Oktober November Dezember Januar Februar März April Mai Juni Strombedarf/Kopf & Produktion Zürich 3 Gesamtverbrauch Zürich Produktion (Zürich 3 Süd) Strombedarf/Kopf und Produktion Zürich 9 Gesamtverbrauch Zürich Produktion (Zürich 9 Süd) [kwh] Überproduktion Saisonaler Netzbedarf: ca. 8 kwh 5% Gesamtbedarf Unterproduktion Überproduktion Simulation mit Metenorm 7.1 [kwh] Überproduktion Saisonaler Netzbedarf: ca. 5 kwh 15% Gesamtbedarf Unterproduktion Überproduktion Simulation mit Metenorm Juli August Eigenverbrauch ca. 4 kwh 75% September Oktober November Dezember Januar Februar März April Mai Juni 1 Juli August Eigenverbrauch ca. 7 kwh 85% September Oktober November Dezember Januar Februar März April Mai Juni 19

6 Endenergie-Verbrauch und Kosten 8/1 Aussenhandel Verlust 1.6 Mia. CHF (1) Benzin 55% 77 TWh 63 TWh 3 TWh TWh 57 TWh 11'87 M io 3'97 M io '46 M io 49 M io 8'87 M io Erdöltreibstoffe 7% Dieselöl 18% Flugtreibstoffe Schweiz 45 TWh 1 5.5% BIP 15.7 Mia. CHF 4.5 Mia. CHF.6 Mia. CHF.5 Mia. CHF 9.4 Mia. CHF 3.7 Mia. % Elektro- Mobilität CO Anteil Mobilität Erdölbrennstoffe Heizöl EL 95% CO Problem % 5% Heizöl S & andere Strom- & Wärme Effizienz CO Anteil Bau Gas Übrige* AKW 38% AKW Problem Elektrizität clever % Wasserkraft 57% Übrige, 5% Herausforderungen und Chancen in sieben Thesen (I) Montag = Effizienz Den Pullover brauchen wir vor der elektrischen Wärmepumpe < allg. Strombedarf im Gebäude Dienstag = Clever > Eigenproduktion > Eigenverbrauch + Strom für Elektromobilität und WP Strom im Winter Mittwoch = Smart Grid Connection Für die Entlastung des Stromnetzes brauchen wir: 1% Deckung im Durchschnitt besser jederzeit! Minimale Spitzenleistung beim Netzbezug Donnerstag = Elektro-Mobilität Eine Anlage mit 3-4 kwp für km/a. Ein voller Tank für die nächsten 5 Jahre! 1 Herausforderungen und Chancen in sieben Thesen (II) Freitag kwp /Einwohner im Gebäude: Allg. Strombedarf, WP Heizung und Elektro-Mobilität in der Jahresbilanz zu 1 In der saisonalen Monats Bilanz 5% 8% (Wir sind am Messen!) Samstag Ersatz der Kernenergie durch (11 TWh) % vom Strom. Solarstrom Heizung (93 TWh) Mobilität (61 TWh). Sonntag Die vier-dimensionale Lösung: Energieeffizienz und 1% Erneuerbar und Wind und Wasserkraft ermöglichen nachhaltige Uran- und CO freie Versorgung für: Haushaltsstrom, WP Heizung und Elektromobilität! PDF TNC 1 3 4