Vorprojekt. für die PV-Anlage auf dem Neubau Gross-Sporthalle der Stadt Bülach

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1 Vorprojekt für die PV-Anlage auf dem Neubau Gross-Sporthalle der Stadt Bülach Abbildung: Computermontage; Siegerprojekt der TU-Ausschreibung, Erne AG Holzbau (Laufenburg) Mai 2013 Copyright 2013 Alle Rechte bei der SwissEcoSystems GmbH

2 Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis... 2 Terminologie Einleitung Das ist Photovoltaik Definition: Situation PV-Markt heute: Situation und Entwicklung Strom-Markt: Die Varianten / Das Layout Variante 1: Variante 2: Variante 3: Das Strompotenzial Tabellarische Zusammenstellung: Fazit Strompotenzial: Schätzung der Investitionskosten Tabellarische Zusammenstellung der Alagenkosten: Bauseitige Leistungen: Zusammenstellung der gesamten Projektkosten (Kostenschätzung): Wirtschaftlichkeitsberechnung Einfache wirtschaftliche Darstellung eines durchschnittlichen Jahres: Anhang Abkürzungsverzeichnis a Bh d h KEV kw kw el kwh kwp kw th PV Jahre Betriebstunden Tage Stunden Kostendeckende Einspeisevergütung Kilowatt Kilowatt elektrisch Kilowattstunde Kilowatt-Peak Kilowatt thermisch Photovoltaik Terminologie Kilowatt-Peak Installierte Leistung einer PV-Anlage, bei Laborbedingungen (z.b. 90 Sonnenstand) Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -2-

3 1 Einleitung Neben dem Schwimmbad und der Eishalle Hirslen in Bülach soll eine neue Gross-Sporthalle entstehen. Auf der Basis des Siegerprojektes der TU-Ausschreibung soll dieses Vorprojekt die vorgesehene PV-Anlage auf dem Neubau skizzieren. Neben dem Layout sollen auch die zu erwartenden Investitionskosten und das Potenzial an Sonnenstrom erarbeitet werden. 2 Das ist Photovoltaik 2.1 Definition: Spricht man von Photovoltaik, so meint man die direkte Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrischen Strom. Der dabei produzierte Strom gilt als erneuerbar. 2.2 Situation PV-Markt heute: Die Kosten für PV-Anlagen sind in den letzten wenigen Jahren sehr stark gefallen. Dies vor allem aufgrund der globalen Förderungen durch Länder im Rahmen der Energiewende und der damit verbundenen weltweiten Marktaktivierungen und Produktionssteigerungen. Vor wenigen Jahren kostete die kwh Solarstrom (Photovoltaik-Strom) noch um die 80 Rappen. Von Kleinanlagen sogar über 1 Franken. Heute werden mit Grossanlagen oft 20 Rappen unterschritten und eine Parität mit dem konventionellen Strommix im Netz liegt in greifbarer Nähe. 2.3 Situation und Entwicklung Strom-Markt: Weltweit und somit auch in der Schweiz findet ein einschneidender Systemwechsel statt. Die bisherige zentrale Stromproduktion und anschliessende Feinverteilung hat wenige und dafür sehr grosse Stromkonzerne hervorgebracht. Diese diktieren die Preise, aber auch die technischen Lösungen und optimierten Diese für Ihren eigenen Nutzen. Im Vergleich zum heutigen weltweiten Gesamtenergieverbrauch, trifft rund x mehr Sonnenenergie die Erde. Beim Wechsel von konventioneller auf erneuerbare Stromproduktion wird, mit Ausnahme von Geothermie, direkt und indirekt die Kraft der Sonne genutzt. Dies bedeutet, dass die Stromproduktion längerfristig zwangsläufig dezentraler wird, da die Sonne ihre Energie gerecht verteilt. Die zukünftigen Stromproduzenten werden die Besitzer von Flächen (Land, Wasser, Wälder, Dächer und Fassaden) sein. Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -3-

4 3 Die Varianten / Das Layout Nachfolgend werden die erarbeiteten Varianten und das dazu entsprechende Layout aufgezeigt. - Die Varianten 1 und 3 sind O/W Ausrichtungen. - Die Varianten 2 und 3 beinhalten auch eine Vor- und Rückdachbelegung. Die Vordachbelegung entspricht, als Alternative, in der Grösse und in den Kosten in etwa einer Doppelreihe unter dem Dach an der Südfassade. Die Variante 1 beinhaltet das innovative System von SolarEdge. Einen daraus resultierenden voraussichtlichen Strommehrertrag wurde jedoch in diesem Vorprojekt nicht berücksichtigt. 3.1 Variante 1: Zusammenfassung: -> (SolarEdge), Schletter, NO/SW, 15, Megasol, -0/+5%, -0.7%/a, kWh/a, kwp (KEV per = CHF/kWh) Details: Aufdach PV-Ost-Westausrichtung M260: Süd-Ost gerichtet: 336 Module à 260 Watt = 87,36 kwp (546 m 2 ), Ertragsprognose: Azimuth -63, 15 Schräge => kwh (Classic PVGIS) Ertragsprognose: Azimuth -63, 15 Schräge => kwh (Climate-SAF) Spezifischer Ertrag: 863 kwh/kwp (Classic PVGIS) Spezifischer Ertrag: 965 kwh/kwp (Climate-SAF) Nord-West gerichtet: 336 Module à 260 Watt = 87,36 kwp (546 m 2 ), Ertragsprognose: Azimuth 117, 15 Schräge => kwh (Classic PVGIS) Ertragsprognose: Azimuth 117, 15 Schräge => kwh (Climate-SAF) Spezifischer Ertrag: 786 kwh/kwp (Classic PVGIS) Spezifischer Ertrag: 862 kwh/kwp (Climat SAF) Total: 672 Module kwp (1 092 m 2 ) Gesamtertrag: kwh (Classic PVGIS) kwh (Climat SAF) Spezifischer Ertrag: 825 kwhp/kwp (Classic PVGIS) 913 kwh/kwp (Climat SAF) (18 Module pro Reihe, 40 Reihen, abzüglich 48 (6x8) Module) Grafik: Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -4-

5 3.2 Variante 2: Zusammenfassung: -> Formsol, S, 5, Yingli Panda, kWh/a, kwp (inkl kwp Vordach Süd) Grafik: 3.3 Variante 3: Zusammenfassung: -> Ventecc, NO/SW, 10, Yingli Panda, kWh/a, kwp (inkl kWp Vordach Süd) Grafik: Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -5-

6 4 Das Strompotenzial Nachfolgend werden die Strompotenziale jeder Variante erarbeitet und dargestellt. 4.1 Tabellarische Zusammenstellung: Varianten Variante 1 Variante 2 Variante 3 Nr. Position (SolarEdge) Schletter Formsol Ventecc 1 Anzahl Module [Stk] Leistung pro Modul [Wp] Modul-Fläche [m2] 1'092 1'440 1'564 4 Leistung [kwp] Annahme Produktion [kwh/kwp] (913.00) Stromproduktion pro Jahr [kwh/a] (159'600) 144' ' '386 = Grösste Leistungen 4.2 Fazit Strompotenzial: 1. Realistische maximale installierte Leistung = ~260 kwp 2. Realistische maximale jährliche Stromproduktion = ~ kwh Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -6-

7 5 Schätzung der Investitionskosten Nachfolgend werden die aktuellen Anlagekosten jeder Variante erarbeitet und dargestellt. 5.1 Tabellarische Zusammenstellung der Alagenkosten: Varianten Variante 1 Variante 2 Variante 3 (SolarEdge) Nr. Position Schletter Formsol Ventecc 1 Module CHF 218' CHF 214' CHF 233' Wechselrichter CHF 25' CHF 47' CHF 52' Unterkonstruktion CHF 43' CHF 101' CHF 72' Generatoranschlusskasten CHF 4' Inkl. Inkl. 6 Solarkabel und Stecker CHF 6' Inkl. Inkl. 7 Kabelkanäle inkl. Deckel CHF 1' Inkl. Inkl. 8 Montagematerial Inkl. CHF 11' CHF 12' Überspannungsschutz, Blitzschutz anhängen Inkl. Inkl. Inkl. 10 Kommunikation CHF CHF CHF Transport und Verpackung CHF 2' CHF 2' CHF 2' Projektleitung/Dokumentation CHF 4' CHF 4' CHF 4' ESTI Bewilligung bis Fertigstellungsanzeige Inkl. CHF 3' CHF 3' Abwicklung Baubewilligung (exkl. Gebühr) Inkl. CHF CHF Abwicklung KEV Inbetriebnahme Inkl. CHF CHF Montage CHF 60' CHF 76' CHF 96' Feuerfester Untergrund für Wechselrichter Inkl. CHF 1' CHF 1' Montageversicherung Inkl. Inkl. Inkl. 21 IBN-Kontrolle Inkl. Inkl. Inkl Treppenturm CHF 1' Inkl. Inkl. 24 Gerüst usw. CHF 5' CHF 10' CHF 10' Hebemittel CHF 3' CHF 4' CHF 4' Baustelleneinrichtung CHF 1' Inkl. Inkl Zwischensumme (ohne MwSt) CHF 379' CHF 480' CHF 495' Zahlungskonditionen 70/30%?? 31 Rabatt in % 2%?? 32 Rabatt in CHF -CHF 7'596.23?? 33 Skonto in % 2%?? 34 Skonto in CHF -CHF 7'596.23?? Summe (ohne MwSt) CHF 364' CHF 480' CHF 495' MwSt CHF 29' CHF 38' CHF 39' Summe (mit MwSt) CHF 393' CHF 519' CHF 535' kwp CHF/kWp (ohne MwSt) CHF 2' CHF 2' CHF 1' CHF/kWp (mit MwSt) CHF 2' CHF 2' CHF 2' = Annahmen 5.2 Bauseitige Leistungen: - Kabelführung von Trafostation bis Wechselrichter (AC-Anschluss), Internet - Kosten für allfällige Stromanschlussvergrösserungen - Bewilligungskosten und Gebühren (z.b. Baubewilligung, ESTI Plangenehmigungsverfahren für Anlagen über 10 kwp) Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -7-

8 - Elektrikerarbeiten, Stromzähler, Absicherung, Trennstelle Wechselrichter - Kernbohrungen - Warenlagerung - Spenglerarbeit (Wechselrichterüberdachung, Chromstahlrohr) - Überprüfung der Gebäude-Statik - Dichtheitsnachweis Flachdach - Versicherungen - KEV-Audit >30 kwp - ESTI-Audit >10 kwp - Permanente Absturzsicherung (SUVA-Vorschirft) 5.3 Zusammenstellung der gesamten Projektkosten (Kostenschätzung): Nr. Position Variante Realistisch Bemerkung 1 Vorbereitung der Dachanlage CHF 0.00 Neubau 2 Kosten für PV-Anlage (260 kwp x 2' CHF/kWp CHF 538' Richtangebote 3 Gerüst usw. -CHF 10' Ohnehinkosten 4 Hebemittel -CHF 4' Ohnehinkosten 5 6 Kabelführung von Trafostation bis WR (AC-Anschluss), Internet CHF 10' Schätzung 7 Kosten für allfällige Stromanschlussvergrösserungen CHF 0.00 Schätzung 8 Bewilligungskosten und Gebühren (z.b. Baubewilligung, usw.) CHF 6' Schätzung 9 Elektrikerarbeiten, Stromzähler, Absicherung, Trennstelle WR CHF 3' Schätzung 10 Kernbohrungen CHF 1' Schätzung 11 Warenlagerung CHF 1' Schätzung 12 Spenglerarbeit (Wechselrichterüberdachung, Chromstahlrohr) CHF 2' Schätzung 13 Überprüfung der Gebäude-Statik CHF 0.00 Neubau 14 Dichtheitsnachweis Flachdach CHF 0.00 Neubau 15 Versicherungen CHF 3' Schätzung 16 KEV-Audit >30 kwp CHF 1' Schätzung 17 ESTI-Audit >10 kwp CHF 1' Schätzung 18 Permanente Absturzsicherung (SUVA-Vorschirft) CHF 25' Schätzung Zwischensumme (ohne MwSt) CHF 579' Arbeit Projektleitung, Ausschreibung, Vergabe, usw. (5%) CHF 28' Schätzung 23 Sicherheitszuschlag (15%) CHF 86' Schätzung Summe (ohne MwSt) CHF 695' MwSt CHF 55' Summe (mit MwSt) CHF 750' kwp CHF/kWp (ohne MwSt) CHF 2' CHF/kWp (mit MwSt) CHF 2' Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -8-

9 6 Wirtschaftlichkeitsberechnung Nachfolgend wird die Wirtschaftlichkeit des Projektes gerechnet. Als Ergebnis resultiert der Gestehungspreis pro produzierte kwh Sonnenstrom bei einer Kapitalverzinsung von 2%. Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -9-

10 6.1 Einfache wirtschaftliche Darstellung eines durchschnittlichen Jahres: Einfache wirtschaftliche Darstellung eines durchschnittlichen Jahres Projekt: Photovoltaikanlage "Gross-Sporthalle Bülach" Datum: "Eigenproduktion" 2% Kapitalverzinsung Variante: Realistisch maximal Grundlagen: Ohne KEV Installierte Leistung [kwp] Einstrahlung [kwh/kwp] 904 Modulkosten [Fr/kWp] 2'888 Förderungen [Fr/kWp] - Vergütung physische Energie [Rp/kWh] - Vergütung ökol. Mehrwert [Rp/kWh] Fremdfinanzierung [%] 100% Fremdkapitalzinssatz [%] 2.0% Abschreibungszeitdauer [J] 25 Wartung, Reinigung, Überwachung, Rückstellungen (z.b. für WR-Ersatz) [Fr/kWp] 34 Dachflächenmiete [Fr/kWp] - Verwaltungskosten/Versicherung [%] 4% Zählermiete für Lastgangmessung [Fr/a] 1'200 Berechnungen Jährliche Produktion [kwh] 235'000 Anlagekosten [Fr] 750'816 Förderungen [Fr] - Jahresertrag [Fr] 49'585 Fremkapital [Fr] 750'816 Eigenkapital [Fr] - Fremdkapitalkosten [Fr] 7'508 Abschreibungskosten [Fr] 30'033 Verwaltungskosten/Versicherung [Fr] 1'983 Zählermiete für Lastgangmessung [Fr] 1'200 Erfolgsrechnung [Fr] Ertrag [Fr] 49'585 Dachflächenmiete [Fr] - Wartung, Reinigung, Überwachung, Rückstellungen (z.b. für WR-Ersatz) [Fr] -8'840 Finanzierungskosten [Fr] -7'508 Verwaltungskosten/Versicherung [Fr] -1'983 Zählermiete für Lastgangmessung [Fr] -1'200 Cashflow [Fr] 30'053 Abschreibung [Fr] -30'033 Anlagegewinn [Fr] 21 Kennzahlen EK-Rentabilität [%] #DIV/0! Rückzahldauer Fremdkapital [J] Fremkapitalzins/Ertrag [%] 15.1% Produktionskosten [Rp/kWp] 21.1 = Anlagengewinn wurde auf +/-0 gesetzt, dabei resultiert der Gestehungspreis (Produktionskosten) Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -10-

11 7 Anhang Kein Anhang Datum: 31. Mai 2013 Mathias Spicher, SwissEcoSystems / Projektkoordination PV-Projekte EcoSolar Tel. direkt: Vorprojekt PV-Anlage, Gross-Sporthalle, Stadt Bülach -11-