ENERGIEAGENTUR RHEINLAND-PFALZ

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1 ENERGIEAGENTUR RHEINLAND-PFALZ STROMKOSTEN SPAREN DURCH SELBST ERZEUGTEN STROM VOM DACH Informationsabend Sprendlingen Dr. Ralf Engelmann Referent für Solarenergie, Geothermie und Speichertechnologie

2 ENERGIEAGENTUR RHEINLAND-PFALZ Die Energieagentur Rheinland-Pfalz:» Gründung am » die landesweite Plattform für die Energiewende» 100-prozentige Landes-GmbH» Zentrale in KL, mit 9 Regionalbüros flächendeckend in ganz Rheinland-Pfalz vor Ort» arbeitet produkt-/ anbieterunabhängig und marktneutral (tritt nicht in Wettbewerb mit den am Markt tätigen Akteuren!)

3 ENERGIEAGENTUR RHEINLAND-PFALZ Unsere Ziele:» Gestaltung der Energiewende gemeinsam mit allen relevanten Akteuren im Land» initiiert und begleitet themenübergreifenden, interdisziplinären Dialog zu Erneuerbaren Energien, Effizienz, Einsparung, nachhaltiger Mobilität u.v.a.» informiert, vernetzt und unterstützt Energiewende-Akteure in Kommunen, Unternehmen, Organisationen, Bürgerinnen und Bürger

4 GRUNDLAGEN Nutzungsarten der Sonnenenergie» Sonnenenergie kann auf verschiedene Weise genutzt werden: Wärmebereitstellung für Heizzwecke und Brauchwasser (z.b. Kleinanlagen auf Eigenheimen) Umwandlung in elektrische Energie durch Photovoltaikanlagen (z.b. Kleinanlagen auf Eigenheimen, Freiflächenanlagen) Bildquelle: EOR

5 SOLARANLAGEN - AUFBAU UND FUNKTIONSPRINZIP Netzgekoppelte PV-Anlage» Komponenten Solargenerator Solarmodul Solarzelle Verbindungskabel Wechselrichter Einspeisezähler Speicher Bildquelle: Agentur für Erneuerbare Energien

6 SOLARANLAGEN - INSTALLATION Installation Montagemöglichkeiten Anforderungen an das Dach: Statik Dacheindeckung genügend Freiflächen asbestfreie Abdeckung Zugang zum Solardach für Wartungsarbeiten Windlast Bildquelle: Thermische Solaranlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung (2008)

7 SOLARANLAGEN - INSTALLATION» Sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikanlagen sind bauliche Anlagen im Sinne des Baurechts» Genehmigungspflichtabhängig vom jeweiligen Landesbaurecht Für Rheinland-Pfalz gilt 62 Abs. 1 Nr. 2d LBauO Rh.-Pf. Solaranlagen auf oder an Gebäuden sind genehmigungsfrei Ausnahme: Anlagen auf oder an Kulturdenkmälern sowie in der Umgebung von Kultur- und Naturdenkmälern (Kostenfreie) Genehmigungspflicht Bildquelle: baufachkatalog.de

8 SOLARANLAGEN - INSTALLATION Bildquelle: EOR

9 SOLARANLAGEN - INSTALLATION Bildquelle: EOR, Schott Solar AG/Baunetz Wissen Solar, Schüco/Baunetz Wissen Solar, Soltecture/Baunetz Wissen Solar, heliatek, BSW Solar

10 SOLARANLAGEN - PLANUNG Entscheidungskriterien bei der Anschaffung und Planung einer PV- Anlage» Standortfaktoren: Sonneneinstrahlung/ Klimazone Ausrichtung der Solaranlage Verschattung» Wirtschaftliche Faktoren: Technologie Kosten der Anlage Verbrauch des Haushaltes Quelle: Klaus-Uwe Gerhardt/ pixelio.de

11 PHOTOVOLTAIK-ANLAGEN - PLANUNG Sonneneinstrahlung Mittlere Globalstrahlung in Dt: kwh/m² im Jahr Mittlere Globalstrahlung in RLP: kwh/m² im Jahr Jährliche Sonneneinstrahldauer: h Jährlicher Stromertrag: kwh/kw p Bildquelle: Deutscher Wetterdienst

12 Stromproduktion SOLARANLAGEN - PLANUNG Ausrichtung und Neigung» Optimale Ausrichtung: Süden, Neigungswinkel Ostausrichtung Südausrichtung Westausrichtung Sonnenaufgang Mittag Sonnenuntergang Tageszeit Bildquelle: MGT esys Energy System

13 PHOTOVOLTAIK-ANLAGEN - PLANUNG Verschattung» K.O.-Kriterium bei der Anlagenplanung» Jahres- und tageszeitabhängige Verschattung beachten (Sonnenhöchststand : 63,5, Sonnentiefststand : 16,5 ) Ziel: Verschattungsfreiheit der kompletten Anlage (besser auf Module verzichten als verschattete Module)

14 PREISENTWICKLUNG IN DER PHOTOVOLTAIK Brutto Systempreis PV-Anlage ( /kw p ) BRUTTO SYSTEMPREISE PV-AUFDACHANLAGEN Systempreise für Aufdachanlagen sind von 2006 bis 2014 um 71 % gefallen Systempreise heute bei bis / kw p Systemkosten PV- Anlagen < 100 kw p Jahr Datenquelle: verändert nach BSW-Solar/EuPD Research

15 Strompreis ( Cent/kWh) PREISENTWICKLUNG IN DER PHOTOVOLTAIK Strompreisentwicklung in Deutschland PV-Stromgestehungskosten Strompreis von 2000 bis 2014 um ca. 110% gestiegen Solarstrompreis von 2000 bis 2014 um ca. 80% gefallen Grid parity Haushaltsstrompreis 2014: 28 bis 30 Cent/ kwh Haushaltsstrompreis 10 0 PV-Strom 2014: 10 bis 12 Cent/ kwh Jahr Datenquelle: verändert nach BSW-Solar/BMU

16 DAS ERNEUERBARE ENERGIEN GESETZ Novellierung des EEG in 2012» Ab gilt für Hausdachanlagen: Bis 10 kw p : 13,14 Cent/kWh Bis 40 kw p : 12,47 Cent/kWh Bis 1 MW p : 11,12 Cent/kWh Bis 10 MW p : 9,10 Cent/kWh» Ab gilt für Freiflächenanlagen: Bis 10 MW p : 9,10 Cent/kWh» Anlagen über 10 MW p werden nur bis 10 MW p vergütet

17 PHOTOVOLTAIK-ANLAGEN - FÖRDERUNG UND FINANZIERUNG RECHENBEISPIEL RENTABILITÄT EINER PV-ANLAGE Inbetriebnahme der Anlage: Mai 2014 Vergütungszeitraum: 20 Jahre Für 20 Jahre garantierte Vergütung: 0,1314 /kwh (bis 10 kw p ) Anlagengröße: 5 kw p Stromproduktion im Jahr: ca kwh Stromproduktion über 20 Jahren: ca kwh EEG-Vergütung: Investitionskosten: ca /kw p = Wartung/ Versicherungen: 100 / Jahr Kosten: Eigenkapitalrendite: ca. 2 bis 3 %

18 WIRTSCHAFTLICHKEIT EINER SOLARANLAGE KAUFKRAFTENTWICKLUNG BEI EINSPEISUNG Daten der Anlage: Größe: 5 kw p Inbetriebnahme: Mai 2014 Jahresstromproduktion: ca kwh Eigenverbrauch: 0 % EEG-vergüteter Strom: ca. 620 / Jahr Summe Einspeisung über 20 Jahre: 0% Inflation ca % Inflation ca % Inflation ca Einspeisen 0% Inflation 2% Inflation 4% Inflation Jahr

19 WIRTSCHAFTLICHKEIT EINER SOLARANLAGE EINSPARPOTENTIAL BEI EIGENSTROMNUTZUNG Daten der Anlage: 5% Strompreissteigerung Größe: 5 kw p Inbetriebnahme: Mai 2014 Jahresstromproduktion: ca kwh Eigenverbrauch: ca. 50 % 3% Strompreissteigerung EEG-vergüteter Strom: ca. 620 / Jahr Summe Einsparung über 20 Jahre: 0% Steigerung ca % Steigerung ca % Steigerung ca Summe Einspeisung über 20 Jahre: 0% Inflation ca % Inflation ca % Inflation ca Eigenverbrauch Einspeisen 0% Inflation 2% Inflation 4% Inflation Jahr

20 WIRTSCHAFTLICHKEIT EINER SOLARANLAGE» Investitionen in Solarstrom-Systeme amortisieren sich inzwischen schneller über den eigenverbrauchten als über den eingespeisten Strom!» Nicht eigenverbrauchter Strom wird weiterhin ins Stromnetz eingespeist» Ziel: Systeme mit hohem Eigenverbrauchsanteil bei gleichzeitig hohem Autarkiegrad

21 WIRTSCHAFTLICHKEIT EINER SOLARANLAGE ERMITTLUNG ZWEI ENTSCHEIDENDER PARAMETER, WELCHE DIE EFFEKTIVITÄT DES PV-SYSTEMS DEFINIEREN» Eigenverbrauch [%]: E V = E ev / E PV (E ev eigenverbrauchter Strom, E PV erzeugter PV-Strom)» Autarkiegrad [%]: AG = E ev / (E ev + E netz ) (E ev eigenverbrauchter Strom, E netz Strom aus dem Netz)

22 WIRTSCHAFTLICHKEIT EINER SOLARANLAGE WIE KANN EIGENVERBRAUCH UND AUTARKIEGRAD BEEINFLUSST WERDEN?» Lastmanagement Lastkurve des Verbrauchers ermitteln Stromverbrauch an Stromproduktion anpassen Nutzung des überschüssigen PV-Stroms» Speichersysteme Wärmespeicher (Heizung, Brauchwasser) Batteriesysteme (Kleinspeicher, E-Mobilität, etc.)» Größe des PV Systems optimieren Anpassung der PV-Anlage auf den Stromverbrauch

23 BEISPIEL: EINFAMILIENHAUSHALT Durchschnittliche Stromverbrauch deutscher Haushalte Beleuchtung 17 % 15 % 12 % 8 % 19 % 29 % Kühl- und Gefriergeräte, andere mechanische Haushaltsgeräte Kochen, Trocknen, Bügeln und sonstige Prozesswärme Heizung (elektrisch) Warmwasserbereitung einschließlich Waschmaschiene und Geschirrspühler Unterhaltungselektronik, Telekommunikation, Computer Datenquelle: BDEW

24 Stromproduktion/ Strombezug BEISPIEL: EINFAMILIENHAUSHALT Lastenverschiebung Ostausrichtung Südausrichtung Westausrichtung Lastkurve Eigenverbrauch Tageszeit

25 BEISPIEL: EINFAMILIENHAUSHALT» Ca. 50% des Haushaltsverbrauches lassen sich theoretisch durch intelligentes Lastmanagement verschieben => smart home» Im Normalfall findet aber der Großteil (ca %) des Verbrauchs schon tagsüber statt» Steigerungspotential für Eigenverbrauch und Autarkiegrad im Bereich von ca % des Haushaltsverbrauchs Quelle: SMA Technologies AG

26 VERKAUF DES SOLARSTROMS NEUERUNGEN EEG-Novelle 2014:» EEG umlagepflichtiger Eigenverbrauch: Eigenversorger sind Elektrizitätsversorgungsunternehmen gleich gestellt => Zahlungspflicht der Umlage an ÜNB Ausnahmen:» Eigenversorgung von Strom aus Anlagen, die vor dem 01. August 2014 genutzt wurden» Eigenversorgung aus Anlagen mit installierter Leistung von max. 10 kw für eine selbstverbrauchte Strommenge von bis zu 10 MWh (15% EEG-Umlage für produzierendes Gewerbe sonstige 50% EEG Umlage)» Völlig autarke Eigenversorgung, die zu KEINEM Zeitpunkt Strom aus dem Netz der allgemeinen Versorgung bezieht

27 WIRTSCHAFTLICHKEIT EINER SOLARANLAGE WIE KANN EIGENVERBRAUCH UND AUTARKIEGRAD BEEINFLUSST WERDEN?» Lastmanagement Lastkurve des Verbrauchers ermitteln Stromverbrauch an Stromgestehung anpassen Nutzung des überschüssigen PV-Stroms» Speichersysteme Wärmespeicher (Heizung, Brauchwasser) Batteriesysteme (Kleinspeicher, E-Mobilität, etc.)» Größe des PV Systems optimieren Anpassung der PV-Anlage auf den Stromverbrauch

28 Stromproduktion/ Strombezug BEISPIEL 3: EINFAMILIENHAUSHALT Stromspeicherung in elektrischen Systemen Südausrichtung Lastkurve Eigenverbrauch Elektrische Speicherung Tageszeit

29 WIRTSCHAFTLICHKEIT EINER SOLARANLAGE WIE KANN EIGENVERBRAUCH UND AUTARKIEGRAD BEEINFLUSST WERDEN?» Lastmanagement Lastkurve des Verbrauchers ermitteln Stromverbrauch an Stromgestehung anpassen Nutzung des überschüssigen PV-Stroms» Speichersysteme Wärmespeicher (Heizung, Brauchwasser) Batteriesysteme (Kleinspeicher, E-Mobilität, etc.)» Größe des PV Systems optimieren Anpassung der PV-Anlage auf den Stromverbrauch

30 INTELLIGENTES LASTMANAGEMENT FÜR IHR ZU HAUSE Eigenverbrauch WELCHER EIGENVERBRAUCH IST MÖGLICH? 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Einfamilienhaushalt ca kwh/a Eigenverbrauch [%]: E V = E ev / E PV PV-Leistung der Aufdachanlage in kw p Nutzbare Batteriekapazität 0 kwh 6 kwh 2 kwh 8 kwh 4 kwh 10 kwh Datenquelle: Weniger, Tjaden & Quaschning, HTW Berlin

31 INTELLIGENTES LASTMANAGEMENT FÜR IHR ZU HAUSE Autarkiegrad WELCHER AUTARKIEGRAD IST MÖGLICH? 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Nutzbare Batteriekapazität 0 kwh 6 kwh 2 kwh 8 kwh 4 kwh 10 kwh Einfamilienhaushalt ca kwh/a Autarkiegrad [%]: AG = E ev / (E ev + E netz ) PV-Leistung der Aufdachanlage in kw p Datenquelle: Weniger, Tjaden & Quaschning, HTW Berlin

32 INTELLIGENTES LASTMANAGEMENT FÜR IHR ZU HAUSE Fallbeispiel Einfamilienhaus» Stromverbrauch im Jahr: ca kwh Systemparameter» PV-Größe: 7.74 kwp ( )» Speicherkapazität: 5.7 kwh (8550 ) Gekaufte Elektrizität Eigener PV-Verbrauch PV Produktion PV Einspeisung Gesamter Stromverbrauch» PV-Produktion: kwh» Eigenverbrauch: kwh» Strombezug vom Netz: 840 kwh» Stromverbrauch gesamt: kwh» Eingespeister Strom: kwh» Selbstversorgungsanteil: 73 % » EEG-Vergütung: 950 / Jahr» Stromkosteneinsparung: 650 / Jahr» Stromkosten: 235 / Jahr Nov 11 Dez 11 Jan 12 Feb 12 Mrz 12 Apr 12 Mai 12 Jun 12 Jul 12 Aug 12 Sep 12 Okt 12 Quelle:

33 ZUSAMMENFASSUNG» Paradigmenwechsel in der PV: vor 2 Jahren waren PV-Anlagen Geldanlagen mit hohen Renditen heute steht das Thema Stromkosteneinsparung im Vordergrund» Wirtschaftlicher Betrieb von Photovoltaik-Anlagen: PV-Stromgestehungskosten liegen bei 10 bis 12 Cent/ kwh eine PV-Anlage sollte auf den Verbrauch des Endnutzers ausgelegt sein, denn ein hoher Eigenverbrauch ist wirtschaftlicher als EEG- Vergütung Eigenverbrauchsquote kann durch geeignetes Lastmanagement gesteigert werden Überschussstrom der PV-Anlage durch Power-to-heat nutzen