Walter Becke Stephan Schmitzberger Ewald Selvička Christian Fink

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1 Zukünftige solare Wärmeversorgungstechnologien - Solarthermie oder Photovoltaik? Ergebnisse einer umfassenden technischen, primärenergetischen und ökonomischen Untersuchung Walter Becke Stephan Schmitzberger Ewald Selvička Christian Fink AEE Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC) A-8200 Gleisdorf, Feldgasse 19 AUSTRIA

2 Motivation der Studie Welches ist die wirtschaftlichste Lösung? Beste Nutzung der verfügbaren Fläche? Was ist ökologisch sinnvoll? Solares Heizen mit Strom? Wie kann PV und Solarthermieverglichen werden?

3 Wie kann PV und Solarthermieverglichen werden? Photovoltaik Solarthermie Strom Elektrischer Wärmeerzeuger Wärme Auslegungskriterium: Gleicher Beitrag zur Wärmebereitstellung

4 Grundlegende Annahmen Der solare Deckungsgrad # $%&'( # $%&'( +# *+, Allgemeiner: ä ä PV:!"

5 Bilanzierung auf Stundenbasis Solare Deckung Jahresbasis 100% Monatsbasis 78% Stundenbasis 50% Leistung [kwp] 3,6

6 Übersicht - Systeme Gas-Brennwertkessel (ohne Puffer) Öl-Brennwertkessel (ohne Puffer) Wärmepumpe (Erdkollektor, monovalent, ohne Puffer) Wärmepumpe (Luft, monovalent, ohne Puffer) Pellets-Brennwertkessel (ohne Puffer) Solarset + Gas-Brennwertkessel Solarset + Öl-Brennwertkessel Solarset + Wärmepumpe (Erdkollektor) Solarset + Wärmepumpe (Luft) Solarset + Pellets-Brennwertkessel PV-Set + Wärmepumpe (Luft, mit Puffer) PV-Set + Wärmepumpe (Erdkollektor, mit Puffer) PV-Set + Elektroheizstab (mit Puffer) PV Solarthermie Referenz HWB100/HWB50: 30% solare Deckung HWB20/HWB10: 50% solare Deckung thermisch 4 Personen Haushalt WW: 200 Liter/d (50 C) Raumtemperatur: 20 C 150 m² Wohnfläche (187,5 m² BGF) Standort: Graz Simulationsprogramm: Polysun

7 Ökonomische Annahmen Eigenkapital 100,00% Inflationsrate [%] 2,20% jährliche Steigerungsraten Eigenkapitalzinsfuß nominal [%] 3,00% Strom nominal [%] 3,00% Eigenkapitalzinsfuß real [%] 0,78% Strom real [%] 0,78% Betriebsdauer [Jahre] 25 Öl nominal [%] 6,00% Annuitätsfaktor [-] 0,044 Öl real [%] 3,72% Energiekosten (Österreich) Pellets nominal [%] 3,10% Gas [ /kwh] 0,072 Pellets real [%] 0,88% Heizöl EL [ /kwh] 0,101 Gas nominal [%] 4,00% Pellets [ /kwh] 0,047 Gas real [%] 1,76% Strom normal [ /kwh] 0,196 Marktpreis Einspeisung [ /kwh] 0,070 Wirtschaftlichkeitsberechnung nach der Kapitalwertmethode (VDI 6025 bzw. VDI 2067) Quellen für Energiepreise: Strom, Gas: Öl: Pellets: (2012) e-control.at euraoil.at propellets.at

8 Ökologische Annahmen Primärenergie Fossil (KEA fossil) Gas 1,170 Jänner 1,490 Heizöl 1,230 Februar 1,610 Pellets 0,060 März 1,450 Solarwärme 0,079 April 1,310 PV-Strom EU China Mix 0,330 Mai 1,020 Juni 0,940 Juli 0,990 OIB August 1,140 GEMIS 4.8 (AT) September 1,220 Oktober 1,330 November 1,380 Dezember 1,450 Strom (Österreich)

9 Ergebnisse 50 kwh/m²a-haus Wirtschaftlich Ökologisch

10 Ergebnisse Wärmegestehungskosten

11 Ergebnisse Wärmegestehungskosten

12 Ergebnisse Primärenergie

13 Zukunftsszenarien Hoher solarer Deckungsgrad (inkl. Haushaltsstrom)

14 HWB50 70% solare Deckung

15 Szenario 50 kwh/m²a Primärenergie 70% solare Deckung

16 Typologie der Einfamilienhäuser in Österreich ca.190 kwh/m²a Quelle: TABULA Eine Typologie Österreichischer Wohngebäude, Austrian Energy Agency, DI M. Amtmann, u.a. (2011)

17 Zusammenfassung Die beiden solaren Technologien sind wirtschaftlich praktisch gleichwertig. Bei sehr gutem Dämmstandard sind PV gestützte Systeme etwas besser. Beide Systeme haben eine bessere ökologische Bilanz, als die konventionellen Systeme. Durchlauferhitzer-Systeme sind weder wirtschaftlich noch ökologisch vertretbar unabhängig von der eingesetzten Solartechnologie. Für eine ressourcenschonende Zukunft sind beide solaren Technologien unumgänglich notwendig (Flächenbedarf). Versorgungssicherheit gelingt nur mit Bedarfsreduktion bei thermischer und elektrischer Energie.

18 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Die Untersuchung wurde im Rahmen von klima:aktiv erneuerbare Wärme durchgeführt.

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