! Solarenergie! Wind- und Wasserkraft! Bioenergie! Gezeitenenergie! Geoenergie. SolarZentrum Hamburg:

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1 Dipl.-Met Bernhard Weyres-Borchert DGS Landesverband Hamburg/Schleswig-Holstein e.v.! Solarenergie! Wind- und Wasserkraft! Bioenergie! Gezeitenenergie! Geoenergie! unabhängige Beratung! individuelle Projektplanung! Fördermittelberatung! Sonnentelefon SolarZentrum Hamburg:!Basisberatung!Expertenkreis!SolarCheck 1

2 Das Sonnenenergieangebot -! astronomisch bedingte Schwankungen -! meteorologisch bedingte Schwankungen + im Sommer mehr als genug + geringer Einfluss der Dachausrichtung 2

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4 Jahressumme Einstrahlung Norddeutschland ~ kwh/m! Süddeutschland ~ kwh/m! kwh ~ 100 Liter Heizöl ~ 100 m" Erdgas Möglichkeiten der thermischen Nutzung!!! Solare Trinkwassererwärmung!! Solare Raumheizung! Solare Schwimmbadwassererwärmung Solare Klimatisierung Solare Kühlung Solare Stromerzeugung Die Standardsolaranlage Ziel: 100%ige solare Deckung des Warmwasserbedarfs in den strahlungsreichen Monaten Mai-September 4

5 Der Kollektor Aufgabe: Sonnenenergie möglichst effektiv in Wärme umwandeln Bauformen: Flach- und Vakuumröhrenkollektoren 5

6 Aufbau eines Flachkollektors! bezogen auf kurzwellige Strahlung (Sonne) " bezogen auf langwellige Strahlung (Wärmeabstrahlung des Kollektors)

7 (Wagner & Co., Cölbe) (Wagner & Co., Cölbe) (Wagner & Co., Cölbe)

8 (Schüco, Bielefeld)

9 (Schüco, Bielefeld) (Schüco, Bielefeld) (Schüco, Bielefeld)

10 ! (BuSo, Augustenburg)! Mitte und rechts: (VELUX, Hamburg)

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12 Flachkollektor: + gutes Preis-/Leistungsverhältnis + empfehlenswert bei günstigen Rahmenbedingungen Röhrenkollektor: + 30% geringerer Flächenbedarf + Flachdach: Horizontale Montage möglich 12

13 Der Solarspeicher Aufgabe: Ausgleich kurzfristiger Strahlungsschwankungen Bauformen: Trinkwasser- und Pufferspeicher Die Kombianlage Aufgabe: Solare Heizungsunterstützung in der Übergangszeit (März, April, Oktober, September) 13

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15 Kollektorfläche: ca. 1-1,5 m! pro Person Speichervolumen: ca. 80 Liter pro Person Flachkollektor: ca. 3m! pro Person (VRK ca. 2m!/Person) ca. 50 Liter Speicher pro m! Kollektorfläche Warmwasserbereitung Solare Heizungsunterstützung Bestand Neubau Solar Erdöl/Erdgas 15

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17 Förderung Solarthermie 2010 Bund: Marktanreizprogramm Basisförderung bis 40 m! Kollektorfläche im Bestand: 90 " pro m! für Kombianlagen; Kesselbonus 400 " Größere Anlagen: Förderung über kfw (dreifacher Fördersatz) Hamburg: Klimaschutzprogramm Solarthermie+Heizung 100 EUR pro m! bei Flach- und Vakuumkollektoren 40 EUR pro m! bei Kesselsanierung Großanlagen ab 30 m!: 60 EUR pro m!! Das Prinzip! Technik! Planung! Kosten und Wirtschaftlichkeit Die Solarzelle Negative Elektrode n-dotiertes Silizium Positive Elektrode Grenzschicht p-dotiertes Silizium 17

18 - monokristallin Wirkungsgrad: 15-18% Form: rund, semiquadratisch, quadratisch Größe: d = 10, 12,5 oder 15 cm, meist 12,5 x 12,5 cm! oder 10 x 10 cm! Dicke: 0,3 mm Struktur: homogen Farbe: dunkelblau bis schwarz - polykristallin Wafer mit AR... mit AR und Kontakten Wirkungsgrad: 13-16% Form: quadratisch Größe: 12,5 x 12,5 cm!, 15 x 15 cm!, 20 x 20 cm!, (10 x 10 cm!) Dicke: 0,3 mm Struktur: Eisblumenstruktur Farbe: blau (mit AR), silbergrau (ohne AR) - amorph Wirkungsgrad: 5-8% Form: frei wählbar Größe: Standardmodule max. 0,77 x 2,44 m, Sondermodule max. 2 x 3 m, Dicke: 1-3 mm Trägermaterial (Glas, Kunststoff, Metall) mit ca. 0,001 mm amorpher Silizium-Beschichtung Struktur: homogene Struktur Farbe: rötlichbraun bis schwarz Solarzellenmaterial Zellwirkungsgrad! Z (Labor) Zellwirkungsgrad! Z (Produktion) Modulwirkungsgrad! M (Serienproduktion) einkristallines Silizium 24,7 % 18 % 14 % polykristallines Silizium 19,8 % 16 % 13 % amorphes Silizium* 13 % 10,5 % 7,5 % 18

19 Zellmaterial Monokristallin Modulwirkungsgrad Benötigte Modulfläche für 1 kw p - Temperaturabhängigkeit - Leistungsabfall -0,45% pro C Polykristallin (EFG) Polykristallin Dünnschicht: Kupfer-Indium- Diselenid (CIS) Dünnschicht: Amorph Reihenschaltung Parallelschaltung 19

20 Aufgaben: - Umformung des vom PV-Generator erzeugten Aufgaben: - MPP-Tracking Gleichstroms (DC) in Wechselstrom und - Anpassung an Frequenz und Spannungshöhe des Hausnetzes 20

21 ! Aufdachmontage 21

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23 Module Wechselrichter Installationsmaterial Montage Planung und Dokumentation 23

24 ! Kosten laufende Kosten! Kosten - Einspeisevergütung nach EEG -! Betriebs- und Wartungskosten, Rückstellung für Reparaturen 1,0 % der Investitionssumme pro Jahr Einspeisevergütung nach EEG Einspeisevergütung nach EEG für Dachanlagen bis 30 kwp Eigenverbrauch Einspeisung ab ab Ct/kWh Ct/kWh Eigenverbrauch 34,05 33,03 Bis 30% Eigennutzung 17,67 16,65 Ab 30% Eigennutzung 22,05 21,03 24

25 Beispielrechnung: 3 kwp-anlage - Investitionskosten " netto -! Solarer Ertrag pro Jahr: 850 kwh/(kwp. a) x 3kWp = kwh/a - Einspeiseerlös pro Jahr: kwh/a x 0,3303 " = 842,27 "/a -! Betriebs- und Wartungskosten pro Jahr: 100 "/a -! Amortisationszeit (statisch): a = " / 742 "/a = ca. 13 Jahre! Planung einer Solarstromanlage Eckdaten Solare Einstrahlung 1000 kwh/m!a PV-Generatorfläche ca. 8-10m! Generatorleistung 1 kwp Nutzungsgrad 8 9% Einspeisung 850 kwh/kwp pro Jahr Solarimpulse: First Nightflight Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 25