Fotovoltaik die Schlüsseltechnik der Schweizer Energiewende!

Transkript

1 Fotovoltaik die Schlüsseltechnik der Schweizer Energiewende! Urs Muntwyler Professor for Photovoltaics Institute for Energy and Mobility Research

2 Schlüsseltechnologie Fotovoltaik Das Potential der Solarenergie zur Stromerzeugung Photovoltaik setzt sich ab Revolutionäre Solarzellen oder economy of scale? Solarstrom in der Schweiz ist jetzt günstig Brauchen wir noch Solarkraftwerke in Afrika? PV Forschungsthemen an der Berner Fachhochschule Hohe Anteile Photovoltaik Strom im Netz was jetzt?

3 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

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

5 Solare Ölflut auf dem Hausdach: 120l/ m 2! wir haben genügend Energie sind aber zu faul um sie einzusammeln (Paul Dominik Hasler Philosoph aus Burgdorf)

6 Tour de Sol 85: Werbetour für die Sonnenenergie Weltweit erstes Solarmobilrennen von Romanshorn nach Genf 1985

7 Tour de Sol 1985: Schweizer als Pioniere Vom Solarmobil zu den gebäudeintegrierten Solarstrom-Anlagen Vorläufer Smart (oben links), netzgekoppelte PV-Anlage Horlacher AG 1987

8 PV: starkes Wachstum über Jahrzehnte Das Erfolgsrezept für den PV-Durchbruch stammt aus der Schweiz aus Burgdorf!

9 Solarstrom in Europa billiger als Haushaltstrom PV Preise von cents / kwh vor 2020 sind möglich

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

11 Die Politik bremst die neuen Erneuerbaren in der Schweiz

12 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!

13 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?

14 PV-Strompreis Schweiz Aktuell: Stromgestehungskosten 2.5% Zinsen real, mit 30 % Investitions- bzw. Steuer- Abzügen

15 PV ca. 15 TWh oder 15 GWp/ max ca. 1 GWp/ Jahr!

16 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!

17 Idee ABB 2005: Stromversorgung für Europa ABB 100% Strom aus Sonne, Wind- und Wasserkraft und Hochvolt - Gleichstrom (HVDC) - Netzen

18 Wie gross sind die Energie Potentiale? Wie können wir auf den knappen Bodenflächen möglichst viel Energie ernten [MWh/km 2 )? PV Wind Leindotter Mischfrucht 115 Raps Wasserkraft (Grand Dixence) Miscan thus PV- Dach:

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

20 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 % %

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

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

23 Thema 1: BIPV - Nicht jede machbare Form sollte auch gemacht werden. Komplizierte Dachformen und Flächen sind teuer und werden im Alter Schwierig zu warten. Wie gestaltet ein Bauer seine Fläche? Neue SAC Monte-Rosa Hütte mit PV Fassade

24 Design eines PV-Gebäude? Von BIPV zu PV Oriented Buildings PVOB? Umweltarena in Spreitenbach bei Zürich mit PV-Hülle

25 Thema 2: Kritische Transaktionskosten: Baubewilligungen-Zertifizierungen etc. Neue Richtlinien zum Bau von Solaranlagen im Kanton Bern verteuern die Anlagen und machen sie kleiner! Einfacher für schwierige Fälle (Annahme 20%) komplizierter für einfache Fälle (Annahme 80%) kleinere Anlagen mehr Aufwand ein Schritt zurück!

26 Thema 3: PV und Elektromobilität Die Solar Carports für die Berner Fachhochschule BFH-TI

27 Thema 4: hoher PV-Anteil im Netz 20% Solarstrom im Netz ohne Speicherung

28 Thema 5: Anteil von Eigenverbrauch im EFH Batterien zur Erhöhung des Eigenverbrauchs sind klein!

29 Thema 6: Strategien für hohen PV Anteil Nr. Massnahme +PV-Leistung Kosten approx. 1 Bis 30% Leistung abregeln +42% 3% 2 Verbraucher steuern +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 +100% 25% 6 Lokale Batterie +50% ca.50% 7 Pumpspeicherwerke +50% 50% 8 Netzverstärkungen z.b. +50% 25% Kostengünstige Abregelungsvarianten für >30% PV-Strom

30 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

31 Studentenarbeiten PV-Fassaden Sihlweid -Ertrag von Ost-West-PV-Anlagen -Projekt LEBE Schulhäuser mit PV (4x) -PV-Anlagen Firma Studer AG -PV-Anlage Kirche Thun -PV-Anlage integriert Firma Loosli AG -PV - Anlagen Siedlung Küsnacht -PV-Stromversorgung Tauchresort Pandan/ Philippinen >70 Projekte PV-on my home PV-Fassaden Sihlweid Zürich

32 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

33 PV orientierte Gebäude (PVOB-PV oriented Buildings): Interdepartementales Forschungs- Projekt Rund-um-Solarhaut der BFH- TI und der Architektur 3 KTI-Projekte in Vorbereitung Workshops der Plushaus- Arbeitsgruppe von Energie-Cluster Geplant: Workshop Solarfassaden für Fachleute Solarfassaden Sihlweid

34 Zusammenfassung: 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!

35 Semesterkurs Photovoltaik Systemtechnik : -Profis und technisch Interessierte -Beginn: September Kursleiter: Urs Muntwyler Anmeldung: Professor für Photovoltaik Urs Muntwyler, PV Laboratory Institute für Energie und Mobilität (IEM) BFH-TI Burgdorf, Schweiz urs.muntwyler@bfh.ch Energieapero 2013