Solar-Speicherlösungen

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1 Solar-Speicherlösungen Autarkie vom Netz durch speichergestützte PV-Anlagen Life Needs Power - HMI April 2014 Ingo Ernst Solar Business Unit

2 Inhalt Einleitung Anwendungsfälle Eigenbedarf ROI Großspeicher 2

3 Wer ist Schneider Electric? Der globale Spezialist in Energiemanagement Unternehmensdaten Märkte Umsatz 2012 (Milliarden ) Milliarden Umsatz in 2012 Energie & Infrastruktur 25% Industrial & machines 22% Rechenzentren 15% Gebäude 29% Wohngebäude 9% des Umsatzes in Neuen Märkten Aufstellung nach Region Umsatz 2012 Beschäftigte Ende 2012 Mitarbeiter in 100+ Ländern Investitionen in Forschung & Entwicklung Nord Amerika 25% Rest der Welt 18% West Europa 30% Asien- Pazifik 27%

4 Warum Speicher - Tarifvorteile (z.b. DE) Ct/kWh heute 60 Einspeisetarif * (für <10kW PV-Systeme) (Tarif gültig 20 Jahren nach Inbetriebnahme) (+ 4 to 5% p.a.) Gewinn beim Verkauf von PV-Strom an EVU Strom-Bezugspreis * Verlust PV+Speicher Eigenstrom-Produktionskosten? Ersparnis von Nicht- Bezug vom EVU NETZPARITÄT Jahr der Inbetriebnahme * Quelle: BSW Solar 4

5 Warum Speicher - Förderungen (in DE) z.b. neues KfW Förderprogramm für Speichersysteme* Start: am Budget: 25M in 2013, 25M in 2014 Bonus bis zu 30% der Kosten für das Speichersystem, max. 660 /kwp Zinsgünstige Darlehen von der KfW Bank ( Bedingungen: Neuerrichtung einer PV-Anlage in Verbindung mit einem stationären Batteriespeichersystem, oder neues, stationäres Batteriespeichersystem + eine seit dem bestehende PV-Anlage PV Leistung < 30 kwp 1 Speichersystem pro PV-Anlage Installation in Deutschland Dauerhafte Installation für min. 5 Jahre Einspeisung max. 60% der PV Leistung Fernsteuerung des Wechselrichters durch das EVU: Einspeiseleistung Blindleistung Batterie-Zeitwertgarantie: min. 7 Jahre * siehe Energien- -Speicher-(275)/index.html, subject to changes 5

6 Speicherdichte 6

7 Autarkie Grad der Autarkie hängt vom Lastprofil ab Kosten für höhere Autarkie steigen überproportional Effizienz PV gespeister Speicher sinkt bei höherer Autarkie Kostenoptimum bei 100% PV Nutzung autarcy vs cost cost

8 Anwendungsfall AC mit Einspeisung um den Eigenverbrauch mit Batterien zu maximieren für Anti-Blackout PV + Batterie Notstrom-Backup "Standalone" AC-gekoppelt: Geeignet als Zusatz für bestehende PV-Anlagen, installiert nach der Netzparität Das Gerät "Wechselrichter/Laderegler" speist nie selbst in das Netz ein VDE-AR-N 4105 nicht erforderlich "Hybrid" AC/DC-gekoppelt: Geeignet für neue PV- und Speicheranlagen nach der Netzparität "AC-gekoppelt": das Gerät "Wechselrichter/ Laderegler" speist selbst in das Netz ein VDE-AR-N 4105 erforderlich "DC-gekoppelt": DC-DC Ladung von der PV- Anlage zur Batterie DC = ~ bestehende PV-Wechselrichter AC DC (geringe Einspeisevergütung) Zähler (3) STEUERUNG (geringe Einspeisevergütung) Zähler (3) AC (hoher Bezugspreis) Zähler AC Wechselrichter Laderegler (nicht VDE 4105) (2) DC (1) (hoher Bezugspreis) Zähler AC Wechselrichter Laderegler (VDE 4105 ok) (2) DC (1) Tag: PV versorgt Verbraucher (1) + lädt Batterien (2) + speist den Rest ins Netz niedrigen Preis (3) - Abend: Eigenverbrauch von Batterien, ggf. Bezug vom hoher Preis 8

9 Anwendung DC ohne Netzeinspeisung... um die aufwendige Bürokratie mit EVU und Finanzamt zu vermeiden, für fast nichts für 100% Eigenverbrauch bei niedrigsten Systemkosten für Unabhängigkeit und maximaler Autarkie mit PV + Batterien für Netzentlastung da keine Einspeisung und geringere Verbrauch Insel-DC-System mit Netz-Backup, ideal für eine neue PV-Anlage Am Tag: PV versorgt Verbraucher (1) + lädt Batterien (2) Am Abend: Eigenverbrauch von Batterien, ggf. Bezug vom Stromnetz im Winter / in Notfällen Sommer: PV Überschuss für "Sommer-Verbraucher", z.b. kleine Klima-Anlagen, E-Fahrzeuge, usw. (3) Stromnetz (hoher Preis) 3φ Zähler Netzstrom hauptsächlich für 3φ Verbraucher Verbraucher 3φ Verbraucher L1 Verbraucher Windrad LADE REGLER WECHSEL RICHTER AC (1) L2 Verbraucher PV Module MPPT SOLAR LADE REGLER DC (1) (2) + (3) L3 Verbraucher Kleine Klima E-Fahrzeuge Sommer: Signal Batterie voll Warmes Wasser 9

10 ROI - Eckdaten Parameter für die Wirtschaftlichkeitssimulation Jährlicher Gesamt-Stromverbrauch: 3500 kwh/a Jährlicher 1-Phasiger Stromverbrauch: 1825 kwh/a Jährlicher 3-Phasiger Stromverbrauch : 1675 kwh/a Strom-Bezugspreis in 2013 inkl. MwSt*: 0,26 /kwh Jährliche Steigerung Strompreis*: 4% Angenommener Strompreis in 2033 inkl. MwSt (optimistisch)*: 0,57 /kwh Angenommener Strompreis in 2033 inkl. MwSt (pessimistisch)*: 0,36 /kwh Größe PV-Generator: 2340 Wp Geschätzter PV Ertrag in 2013 (z.b. PV*Sol): 1989 kwh/a Garantierter PV Ertrag in 2013 (Modul-Datenblatt): 97,0% Garantierter PV Ertrag in 2038 (Modul-Datenblatt): 83% Gesamt-Systemkosten inkl. MwSt: 9582,53 Wartungskosten in 2014: 20 Jährliche Steigerung Wartungskosten: 1,5% Preisreduktion auf Material in 2023: 50% * Quelle: PV magazine 01/2013 (Juni 2013), Seite 62 10

11 ROI - Schlussfolgerungen Ergebnisse Jährlicher ROI mit Ersparnis auf Stromkosten: >5% p.a., Return On Investment über 20 Jahre: bis zu 19% Ersparnis über 20 Jahre: bis zu 2434 Eigenstromproduktionskosten über 20 Jahre: 0,33 /kwh Eigenstrom günstiger als Netzstrom: 6 Jahren Payback auf Invest: 18~20 Jahren Eigenverbrauchsquote: 100% Autarkiegrad in 2013: 57% Autarkiegrad in 2033: 50% Durchschnittlicher Autarkiegrad über 20 Jahre: 53% Batteriespeicher zur Unterstützung des ausschließlichen Eigenverbrauchs, sind durchaus sinnvoll und lassen sich wirtschaftlich darstellen. Grund ist die Ersparnis durch hohe Endverbraucherpreise. 11

12 Anwendungsfall AC PV Kraftwerk zur Substitution konventioneller Kraftwerke zur sicheren Versorgung in schwachen Netzen AC-gekoppelt: Geeignet als Erweiterung für bestehende PV- Anlagen Errichtung von Inselnetzen oder Unterstützung schwacher Netze Netzregelbarkeit nach Gridcode2000, BDEW o.ä. Kraftwerkseigenschaften = ~ G 3~ Backup Zähler Energie Bezug Und Lieferung Regler ~ =

13 PV Kraftwerk Großspeicher sind aufwendig und Kostenintensiv Kosten müssen relativ zum Nutzen sein Anwendung bei schwachen Netzen oder hohen Energiekosten Autarkie spielt eine untergeordnete Rolle Regelung und Netzeinbindung sind Kern know-how Batteriespeicher zur autarken Versorgung des ausschließlichen Eigenverbrauchs, sind kaum sinnvoll und lassen sich nur schwer wirtschaftlich darstellen. Grund der Anwendung ist hohe Versorgungssicherheit. 13

14 Make the most of your energy Schneider Electric GmbH Ingo Ernst Torgauer Straße Berlin

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