Fotovoltaik die Schlüsseltechnik der Schweizer Energiewende! Möglichkeiten des ctcc, Ausbaupotential

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1 Fotovoltaik die Schlüsseltechnik der Schweizer Energiewende! Möglichkeiten des ctcc, Ausbaupotential Urs Muntwyler Professor for Photovoltaics Institute for Energy and Mobility Research

2 Schlüsseltechnologie Fotovoltaik Das Potential der Solarenergie zur Stromerzeugung Revolutionäre Solarzellen oder economy of scale? Solarstrom in der Schweiz ist jetzt günstig Solarkraftwerke in Afrika oder im Kanton Bern? PV Forschungsthemen an der Berner Fachhochschule Hohe Anteile Photovoltaik Strom im Netz was jetzt? Wie profitiert der Kanton Bern optimal?

3 Tour de Sol 1985: Schweizer als Pioniere Sieger Tour de Sol 85 Smart spin-off der Tour de Sol Vom Solarmobil zu den gebäudeintegrierten Solarstrom-Anlagen und Leicht-Elektromobilen! Netzgekoppelte PV-Anlage Horlacher AG 1987

4 Energiewende: Unbekannte Potentiale Stromproduktion. Infoblatt 2011 einer Berner Partei) : Platzbedarf Ersatz Mühleberg mit Solarstrom (ca. 3 TWh): es braucht km 2 und die Sonne muss Tag und Nacht scheinen.. Die Menschen haben kein Gespür für Solarenergie

5 Technik und Informatik / Elektro- und Kommunikationstechnik Student der BFH-TI rechnet nach.. Gelbe Fläche: 100% Solarstrom in der Schweiz (60 TWh)

6 Wie gross sind die Flächen - Energie Potentiale? Wie können wir auf den knappen Bodenflächen möglichst viel Energie ernten [MWh/km 2 )? PV Freifläche: Wind Leindotter Mischfrucht Raps PV- Wasserkraft (Grand Dixence) Miscanthus (Pflanze) Dach:

7 Energiewende: Das Menü ist Photovoltaik - der Rest ist Beilage!

8 Solarzellen - Forscher bremsen Fortschritt mit unrealistischen Ankündigungen wie: revolutionäre Solarzellen entdeckt Solarstrom 10-mal günstiger in 2 Jahren Realität: Nach über 20 Jahren noch kein Produkt! Fakt 1: Die Solarzellen-Technologie wird seit 40 Jahren von kristallinem Silizium (Sand) dominiert und bleibt weiterhin dominant!

9 Fakt 2: Solarwechselrichter kosten 10-mal weniger als vor 25 Jahren und haben Wirkungsgrade bis 98% Solarwechselrichter sind das Hirn der Photovoltaik- Anlagen und sorgen immer mehr auch für Netzstabilität 2 der 10 grössten Solarwechselrichter-Firmen der Welt sind Schweizer (Sputnik in Biel/ ABB-Power One) Beim Bau der Anlagen sind noch Sparpotentiale vorhanden. Die Technik ist da: Sie ist günstig & zuverlässig! Was ist mit den Kosten?

10 Günstiger Solarstrom aus dem Süden? Neues konzentrierendes Solarkraftwerk(CSP) Puerto Errado 2 in Spanien: doppelter Strompreis wie in der Schweiz!

11 Vergleich von Standorten: Standort/ [Höhe über Meer] Produktion fixe Fläche [MWh/a] Differenz [%] Produktion 2-Achsentracker [MWh/a] Differenz [%] Standard-Installation 100MWh/a 0 Meuro (Germany)/ 119 m 86,5-15% % Burgdorf (CH)/ 540 m % % Piz Lagalp (CH)/ m % % Diavolezza (CH)/ m % % Muottas Muraigl (CH)/ m % % Crans Montana (CH)/ m % % Kleines Matterhorn/ m % % Almeria (Spain)/ 23 m % % Ouarzazate (Morocco)/ m % %

12 PV-Anlage Bahn Muottas Muraigl/ St. Moritz Höchste jährliche Produktion in der Schweiz mit über kwh/ kwp pro Jahr!

13 PV-Strompreis Schweiz EFH (2012-er Zahlen): Stromgestehungskosten 2.5% Zinsen real, mit 30 % Investitions- bzw. Steuer- Abzügen

14 Erneuerbare Energien: Bern ist führend! Die erneuerbaren Energien haben für den Kanton Bern die Bedeutung der Uhrenindustrie! Bern ist überproportional stark und die Photovoltaik ist die wichtigste Technologie!

15 Solarenergie in der Krise? -Nach Solar-Silizium-/ Solarmodul- und Wechselrichter- Knappheit gibt s jetzt Überkapazitäten es braucht keine neuen Fabriken (und Maschinen)! -Der Verkäufer- ist jetzt ein Käufermarkt -Länder wie Spanien/ Italien und D senkten die KEV-Sätze -Deutschland s atmender Deckel ruinierte seine PV Industrie -Viele Dünnschicht-Solarmodul-Technologien sind out Aber: -Solarmodule wurden 4-mal günstiger in 3 Jahren! -Der PV-Markt differenziert sich in viele lokale Märkte -Solarstrom ist günstiger als Solar- und Geothermie und wird noch günstiger!

16 Chancen für den Kanton Bern: -Der Kanton Bern hat: -grosse Fläche mit vielen Dächern und viele Verbraucher für PV -Im Kanton Bern haben wir eigene EW s (BKW/KWO) -Der Kanton Bern hat aktive Stadt-EWs (EWB/ ESB etc.) -Der Kanton Bern hat einen guten ganzen Mix an neuen erneuerbaren Energien: Wasser/ Sonne/ Wind/ Biomasse -Viele Solar-Firmen sind im Kanton Bern (BFH-Effekt) -Die Kombination BFH-Innovationspark bietet Potentiale Aber: -Die Zusammenarbeit der Akteure ist schwach! -Das Potential ist gross!

17 Photovoltaik Labor der BFH - TI Berner Fachhochschule Technik und Informatik BFH-TI in Burgdorf

18 Thema 1: Kritische Transaktionskosten: Baubewilligungen-Zertifizierungen etc. Neues Merkblatt gegen Eigenverbrauch Solarstrom für Warmwasser.! Berner Richtlinien zum Bau von Solaranlagen verteuern und verkleinern die Anlagen! Einfacher für schwierige Fälle (Annahme 20%) komplizierter für einfache Fälle (Annahme 80%) kleinere Anlagen mehr Aufwand ein Schritt zurück!

19 Thema 2: PV und Elektromobilität Die Solar Carports für die Berner Fachhochschule BFH-TI

20 Thema 3: hoher PV-Anteil im Netz 20% Solarstrom im Netz ohne Speicherung

21 Thema 4: Anteil von Eigenverbrauch im EFH Batterie-Prüfstand für stationäre PV-Batterien in Planung!

22 Thema 5: Strategien für hohen PV Anteil Nr. Massnahme +PV-Leistung Kosten approx. 1 Bis 30% Leistung abregeln +42% 3% 2 Verbraucher steuern/ el.wid. +20% <5% 3 Neue Verbraucher wie E- Mobile/ WP mit Speicher +50% 0-50% 4 Bis 50% Leistung abregeln +100% 18% 5 Ost-West-Anlagen +50% 20% 6 Lokale Batterie +50% ca.50% 7 Pumpspeicherwerke +50% 50% 8 Netzverstärkungen z.b. +50% ca. 25% Kostengünstige Abregelungsvarianten für >30% PV-Strom

23 Technik und Informatik / Elektro- und Kommunikationstechnik PV-Wechselrichter Tests an der BFH-TI - Einziges PV-Wechselrichter- Testlabor der Schweiz - Entwicklung von Wechselrichter Testnormen seit 1990 Aktuell: - Zertifizierung des 100 kwp- Teststands bis Entwicklung/ Bau eines 3x15kWp Multitracker-Prüfstandes Beide Projekte Co-finanziert durch das Bundesamt für Energie (BFE)! 100 kwp Wechselrichter-Prüfstand mit Sputnik Zentral- Wechselrichter

24 Studentenarbeiten Hochalpine PV-Anlagen/ Planung Jungfraujoch II - Neue PV-Grobmessung - Messung PV-Module Walensee - Smart-home Dyntar (ETHZ) - Smarter PV-WR - Lokale Batteriespeicher mit PV - PV und E-Mobile - Beschattungstolerante PV- Beschaltungsstrategien - PV-Solarleuchten für 3.Welt >50 PV on my home Projekte, weitere folgen ab August 2013! Hochalpine Anlage Bellwald

25 Thema 6: Von PVIB zu PVOB - PV oriented Buildings): - Interdepartementales Forschungs- Projekt Rund-um-Solarhaut der BFH- TI und der Architektur - 3 KTI-Projekte in Vorbereitung - Zusammenarbeit mit cctc/sccer - Workshops der Plushaus-AG Geplant: Workshop Solarfassaden für Fachleute 2014 Solarfassaden Sihlweid

26 Ausblick: 1. PV wird gemäss IEA im TWh Strom produzieren 2. Ein stabiler Markt ist dann 600GWp pro Jahr (2012: 30 GWp) 3. PV-Anlagen kosten ca. 1sFr./ Wp, wenn die CH-Bürokratie eingedämmt werden kann (Module unter 50 Rappen/ Wp). 4. Solarstrom kostet dann unter 10 Rappen/ kwh 5. Die Energiewende spart der Schweiz Milliarden sfr. 6. Solarstrom wird für Wärme/ Warmwasser/ Strom und Mobilität eingesetzt. 7. Die Technik ist da jetzt geht s an die Umsetzung!

27 Kurs Photovoltaik Systemtechnik : Für Profis und technisch Interessierte Februar 2014 CAS: Strom aus Erneuerbaren Energien Herbst 2014 Anmeldung: Professor für Photovoltaik Urs Muntwyler, PV Laboratory Institute für Energie und Mobilität (IEM) BFH-TI Burgdorf, Schweiz urs.muntwyler@bfh.ch