Solarenergie Strom und Wärme

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1 Solarenergie Strom und Wärme Strom und Wärme aus der Sonne Bürgerinformationsveranstaltung Dipl. Betriebswirt (FH), Christian Koch Prof. Dr. Peter Heck Geschäftsführender Direktor Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) 2013 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS)

2 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement In-Institut der Hochschule Trier Gründung Ende Professoren 80 Mitarbeiter 7 Abteilungen: EE & Energieeffizienz Biomasse u. Kulturlandschaftsentwicklung Strategisches SSM und Zero Emission Zukunftsfähige Mobilität Nachhaltige Wasserwirtschaft Internationale Projekte Aus-/Fort- und Weiterbildung Schwerpunkte: Beratung, Projektentwicklung Akteursmanagement Technische Machbarkeit Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen Weiterbildung 2013 Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS)

3 Anspruchsvolle Ziele Null-Emissions-Campus 100% Wärme aus Biogas, Holz, Solarthermie 100% Strom aus Photovoltaik und KWK 100% Effizienz als Ziel Wärmerückgewinnung Klimatisierung über Erdwärme und Solar (Adsorption) Regenwassernutzung (Zisternen, Mulden, Rigolen, Teiche) Passiv und Null-Energie Studentenwohnheime, Campus als Biotop (standortgerechte Pflanzen nachhaltige Pflege) Null Abwasser und Rohstoffrückgewinnung (ab 2012 geplant)

4 Agenda Photovoltaikanlagen Einführung Technische Grundlagen Einspeisevergütung Solarthermieanlagen Technische Grundlagen Kosten Förderung Wesentliche Neuerungen im EEG 2012 Wirtschaftlichkeit Bsp. Anlagenaufbau Fragen & Diskussion

5 Solarstrom Photovoltaik Nutzung der kostenlosen Sonnenenergie Umwandlung von Sonneneinstrahlung in elektrischen Strom

6 Vorteile ungenutzte Dachflächen einfacher, wartungsfreier Betrieb ökologische Stromproduktion garantierte Einspeisevergütung zinsgünstige Darlehen verstärkter Ausbau von PV-Kleinanlagen

7 Anlagenkomponenten Solarmodule Wechselrichter Einspeisezähler

8 Einspeisung und Eigenbedarf Solarmodul Stromnetz Wechselrichter kwh Strombezugszähler Solarzähler Einspeisezähler kwh kwh Haushalt, Verbraucher

9 Photovoltaikanlage Solarzähler Quelle:

10 Kenngrößen Spitzenleistung kw p (Kilowatt peak) benötigte Dachfläche Schrägdach ca m² pro 1 kw p Flachdach ca m² pro 1 kw p Stromertrag kwh (Kilowattstunden)

11 Strombedarf / Ertrag Quelle: Energieagentur NRW

12 Anlagenausrichtung und Erträge Optimale Ausrichtung: Süd und Dach-Neigungswinkel

13 Standort wichtigster Faktor für die Anlagenerträge Witterungsverhältnisse langjähriges Mittel Rheinland-Pfalz gute Einstrahlungsbedingungen kwh/m² p.a kwh/kw p p.a. Quelle: Deutscher Wetterdienst

14 Modularten monokristallines Silizium Wirkungsgrad 15-17% polykristallines Silizium Wirkungsgrad 13-15% Dünnschicht amorphes Silizium 6-8% CdTe, CIS, CIGS 6-12%

15 Flachdach Befestigung am Dach verankert selbst tragende Montage (schwimmend) Quelle: Energieagentur NRW

16 dachparallel am Schrägdach Dachhaken Dachhaken Befestigungskonstruktion Quelle: Energieagentur NRW

17 dachintegriert Dachsteinersatz Quelle: Energieagentur NRW

18 Lichtdach Wintergarten Quelle: Energieagentur NRW

19 Einspeisevergütung von Garantierte Vergütung (Jahr der Inbetriebnahme + 20 Jahre) Vergütungszahlungen bis Gesamtausbau von 52 GW 30. Juni 2012 : 29,2 GW davon Zubau in 2012: 4,4 GW Abnahmepflicht der Netzbetreiber auch über diese Grenze hinaus Inbetriebnahme bis 10KWp (100%) 10-40KWp (90%) ab 40KWp (90%) 1MWp-10MWp (100%) Freiland bis 10MWp (100%) (Ct/kWh) (Ct/kWh) (Ct/kWh) (Ct/kWh) (Ct/kWh) Ab ,02 16,14 14,4 11,78 11,78 Ab ,64 15,79 14,08 11,52 11,52 Ab ,28 15,44 13,77 11,27 11,27 Ab ,92 15,10 13,47 11,02 11,02 Ab gilt eine zubauabhängige monatl. Degression zwischen -0,5% und -2,8% Zubau-Zeitraum Hochrechnung auf 12 Monate Ab * 15,57 14,77 13,17 10,78 10,78 Ab * 15,22 14,44 12,88 10,54 10,54 Ab * 14,89 14,13 12,60 10,31 10,31 Quelle: Ab * 14,56 13,82 12,32 10,08 10,08

20 Marktintegrationsmodell Anlagen von 0 10 kw p sowie kw p Vergütung 100 % des jährlich erzeugten Stroms Anlagen größer als 10 MW p erhalten keine Vergütung Anlagen kw p Vergütung für 90 % des jährlich erzeugten Stroms 10 % Eigenbedarf oder Vermarktung ganzjährig oder monatsweise vermarkten Modell gilt für alle Anlagen ab 01. April 2012 in Kraft jedoch erst ab angewendet. Folge: Begrenzung der vergütungsfähigen Solarstromerzeugung für mehr als 1,5 Jahre ausgesetzt.

21 Beteiligung am Einspeisemanagement der Aufbau von regenerativen Energieerzeugungsanlagen hat stark zugenommen. im Mittelspannungsnetz kann es aufgrund der Einspeisung zu Netzüberlastungen kommen. um den weiteren Zubau zu ermöglichen wurde das Einspeisemanagement eingeführt. Einspeisemanagement = Reduzierung der Wirkleistung von Erzeugungsanlagen bis zu deren kompletter Abschaltung im Falle von Netzengpässen Einspeiseleistung muss bei Netzüberlastung ferngesteuert reduziert werden können! (Rundsteuerempfänger)

22 Beteiligung am Einspeisemanagement Quelle: SMA Anlagen zwischen 30 und 100 kwp sind bis Ende 2013 nachzurüsten, wenn sie nach dem 31. Dezember 2008 in Betrieb genommen wurden. Für Anlagen mit weniger als 30 kwp besteht generell keine Nachrüstpflicht.

23 Beteiligung am Einspeisemanagement Quelle: SMA <30 kwp: Ferngesteuerte Reduzierung oder generelle Begrenzung der Einspeiseleistung auf 70 Prozent der installierten Generatorleistung (starke Verschattung, nennenswerter Eigenverbrauch zeitgleich mit dem Erzeugungsmaximum, Ost-West-Ausrichtung)

24 KfW Programm Erneuerbare Energien Programmteil: Standard - Photovoltaik (Nr. 274) bis zu 100% der Investitionskosten als Fördersumme maximale Darlehenshöhe: 25 Mio. Euro Auszahlung zu 100% max. Laufzeit 20 Jahre abhängig von Bonität und den gestellten Sicherheiten (Werthaltigkeit) Stand: Preisklasse 5 Jahre Laufzeit, 1 tilgungsfreies Jahr A E I 5 Jahre Zinsbindung Zinssatz nominal 1,45 2,90 5,80 Zinssatz effektiv 1,46 2,93 5,93 10 Jahre Laufzeit, 2 tilgungsfreie Jahre A E I 10 Jahre Zinsbindung Zinssatz nominal 2,20 3,65 6,55 Zinssatz effektiv 2,22 3,70 6,71 20 Jahre Laufzeit 3 tilgungsfreie Jahre A E I 10 Jahre Zinsbindung Zinssatz nominal 2,45 3,90 6,80 Zinssatz effektiv 2,47 3,96 6,98 Quelle:

25 Kosten für Aufdachanlagen bis 100 kwp Je nach Größe und Typ ca /kw p (netto) für schlüsselfertige Anlagen. Gesamtkosten für 6 kw p -Anlage: ca

26 Regionale Wertschöpfung Photovoltaik auf privaten Gebäuden 6 kwp Photovoltaikanlage (Stand Februar 2013) Investkosten installierbare Leistung spez. Stromertrag /kwp 6 kwp 950 kwh/(kwp*a) Investitionskosten (100% FK) Stromerträge* (Inbetriebnahme Jan. 13) Planung, Montage ( ) ** laufende Kosten*** Zinsen* Verzinsung Kapitalkonto 200 Einkommensteuer* effektiver Überschuss (n. St.) Regionale Werschöpfung * über 20 Jahre ** 16% der Investitionskosten für Planung + Montage *** inkl. Rückstellungen, Versicherung, Wartung (20 Jahre) angenommener Einkommenssteuersatz 35% Einspeisung 90% ; Selbstnutzung 10% Strompreis 0,24 ct/kwh Einspeisevergütung Februar 2013: 16,64 ct/kwh

27 Anlagenaufbau Fotos vom Anlagenaufbau: Installiert durch Firma Elektro Vetter aus Leetzen Am EON-Hanse Netz seit um 11:40 Uhr PV-Ertrag nach 12 Monaten, abgelesen am PV-Ertragszähler: 9980 kwh bzw kwh/kwp :) Photovoltaik-Anlageninformation: Installierte Leistung: 9,43 kwp Flächenbedarf: 58 m 2 Modulfläche, 60 m 2 Dachfläche Ausrichtung: 180 Grad, Dachneigung: 45 Grad Prognose: kwh durchschnittlicher Jahresertrag Besonderheiten: Eigenbedarfsregelung nach EEG 2009, ab Oktober teilverschattet Quelle:

28 Anlagenaufbau Quelle:

29 Anlagenaufbau Dachhaken Quelle:

30 Anlagenaufbau Quelle:

31 Anlagenaufbau Quelle:

32 Verschattung Quelle:

33 Anlagenaufbau Quelle:

34 Anlagenaufbau Quelle:

35 Eigenstromnutzung Praxisbeispiel Quelle:

36 Eigenstromnutzung Praxisbeispiel Quelle:

37 Der Weg zur eigenen Solarstromanlage Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz RLP Stand 2010

38 Solarthermie Entscheidungskriterien für eine Solarthermieanlage Neubau (Einhaltung der EnEV regenerativer Anteil) Heizungsaustausch (regenerativ, fossil) Warmwasserverbrauch Energie und Kosteneinsparung Ausreichend Platz für Kollektoren und Speicher Zuschüsse durch Fördermittel

39 Solarthermie - Kollektoren Flachkollektoren Vakuumkollektoren Quelle: Quelle: Solar

40 Solaranlage schematische Darstellung

41 Solarthermie - WW Anlagendimensionierung Solarer Deckungsanteil pro Jahr: ca. 60% Kollektorfläche pro Person: ca. 1 m² (Vakuumröhren) ca. 1,5 m² (Flachkollektoren) Speichergröße pro Person: ca. 80 Liter Jährlicher Energieertrag: kwh/(m²*a) Anlagenkosten: 5m²/300l inkl. Montage und USt

42 Solarthermie - WW+HU Anlagendimensionierung Solarer Deckungsanteil pro Jahr: ca. 10% (Bestand) ca. 50% (Niedrigenergiehaus) Kollektorfläche pro 10m² Wohnfläche ca. 0,7 m² (Vakuumröhren) ca. 1 m² (Flachkollektoren) Speichergröße pro m² Kollektorfläche: ca. 50 Liter Jährlicher Energieertrag: kwh/(m²*a) Anlagenkosten: 10m²/800l inkl. Montage und USt

43 Solarthermie - Kollektormontage Aufdachmontage 5-10 cm über der Dachhaut Haltepunkte durch Dachhaken oder Sparrenanker gebildet, die auf Sparren aufgeschraubt werden Rohrführung über Lüfterelemente Quelle:

44 Solarthermie - Kollektormontage Indachmontage Dachziegel werden an entsprechender Stelle entfernt Kollektoren werden direkt auf die Dachlatten montiert Abdichtung an den Übergängen durch überlappende Konstruktion Der Kollektor mittels spezieller Eindeckrahmensysteme aus Aluminium oder Zink und Blei in die Dachabdeckung eingebunden ähnlich wie Dachfenster. Quelle:

45 Solarthermie - Kollektormontage Flachdachmontage Kollektoren werden schräg angestellt (20-60 ) Windangriffsflächen: durch Gegengewichte, durch Abspannung mit dünnen Drahtseilen oder Verankerung mit dem Flachdach In jedem Fall ist die Tragfähigkeit des Daches zu prüfen. Quelle:

46 Solarthermie - Kosten Preise und Leistungsfähigkeit Spezifische Systemkosten im Gebäudebestand: ca /m² (Flachkollektoren) ca /m² (Vakuumröhrenkollektoren) Energieausbeute: ca. 400 kwh/(m²*a) (Fachkollektoren) ca. 500 kwh/(m²*a) (Vakuumröhrenkollektoren)

47 Solarthermie - Förderung Förderprogramme Installation wird durch Förderprogramme unterstützt Zuschüsse oder zinsverbilligten Darlehen Internet:

48 Solarthermie - Förderung

49 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Noch Fragen? Dipl. Betriebswirt (FH) Christian Koch