PHOTOVOLTAIK WS 2016 PROF. DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING JÖRG PROBST

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1 PHOTOVOLTAIK WS 2016 PROF. DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING JÖRG PROBST

2 Inhalte Solarzellen-Typen Integrationsstufen Geeignete Integrationsflächen in der Gebäudehülle Gestaltungsmöglichkeiten mit Photovoltaik Literaturempfehlung

3 Diese liegen damit im Vergleich zu den spezifischen Optimierungskosten der Bauteile (vgl. Kapitel Kriterien zur Baustoffwahl Bewertungsmatrix) relativ niedrig und führen dazu, dass es in vielen Fällen wirtschaftlicher ist, eine Kompensation über Photovoltaik vorzunehmen, als dies über eine Bauteiloptimierung zu erreichen. Selbst bei einer Halbierung der Emissionsfaktoren des deutschen Strommixes auf ca. 300 g CO2 äqv/kwh wären die Kompensationskosten mit ca. 0,76 /kg CO2 äqv. immer noch vergleichsweise günstig. Schaut man sich allerdings den Flächenbedarf der Kompensation über Photovoltaik an, so errechnet sich auf Basis der gleichen Randparameter und einem Flächenverbrauch von ca. 6 m²/kwp ein Bedarf von aktuell ca. 0,5 m² je zu kompensierender t CO2 Äqv. Emissionen bzw. 1,19 m²/t CO2 äqv.. Somit lässt sich zusammenfassen, dass eine Kompensation aktuell in vielen Fällen die kostengünstigere Kompensationsmaßnahme ist, die in der Praxis allerdings sehr stark durch die zur Verfügung stehenden Flächen limitiert wird. Kompensation von CO2 Emissionen durch nachwachsende Baustoffe Ab dem Punkt, da ein nachwachsender Baustoff (in der Regel Holz) übermässig, das heißt in einem über das für die Erfüllung der Funktion erforderliche Maß hinausgehend, eingesetzt wird und für den end of life Prozess ein energetisches Verwertungsszenario angesetzt wird, kann man ebenfalls von einer Kompensationsmaßnahme sprechen, da die Reduktion des GWP Werts im Wesentlichen darauf beruht, dass das Holz bei der energetischen Verwertung andere (fossile) Energieträger verdrängt und dafür eine Gutschrift erhält, was die CO2 Bilanz

4 Solarzellen-Typen Wirkungsgrad ~17% Wirkungsgrad ~15% Wirkungsgrad ~ 7% Wirkungsgrad ~ 8%

5 3 Stufen der Integrationstiefe Dach Fassade additiv Bauteil ersetzend Gebäudehülle bildend

6 Geeignete Integrationsflächen in der Gebäudehülle Schrägdach Flachdach Quelle: alwitra GmbH Quelle: Würth Solar Quelle: Rheinzink GmbH Quelle:

7 Geeignete Integrationsflächen in der Gebäudehülle Sheddach Atrium Quelle: alwitra GmbH Quelle: dbu Quelle: glasstec Quelle: SCHOTT Solar

8 Geeignete Integrationsflächen in der Gebäudehülle Kaltfassade Attika Brüstung Quelle: SunTechnics AG Quelle: EPFL-LESO Quelle: SunTechnics AG Quelle:

9 Geeignete Integrationsflächen in der Gebäudehülle Sonnenschutz Quelle: Quelle: Würth Solar Quelle: Solon AG

10 Gestaltungsmöglichkeiten mit PV Quelle: - Design: Ross Lovegrove Quelle: STAWAG Aachen Quelle:

11 Gestaltungsmöglichkeiten mit PV Quelle: SCHOTT Solar

12 Fassadenintegrierte PV

13 Literaturempfehlung Pistohl, W. Handbuch der Gebäudetechnik Band 1 + Band 2 Werner Verlag Hausladen, G. ClimaDesign Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können Callwey Verlag Hagemann, I. Gebäudeintegrierte Photovoltaik Architektonische Integration der Photovoltaik in die Gebäudehülle Rudolf Müller Verlag

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19 Variante 1a: Eigentümer - Volleinspeisung Gebäudeeigentümer betreibt Solarstrom Netzbetreiber EEG-Vergütung

20 Aspekt: Eigenbedarfsdeckung Stromkostenbestandteile maximale Vergünstigung Cent/kWh Tendenz Cent/kWh Bemerkung Energiepreis 5,50 5,00 NNE 2, NNE: >7.000 h/a & 10 GWh/a StromSt 2,05 1,54 9 StromStG: Prod.Gew erbe 0,10 10 StromStG: Spitzensteuerausgleich KWK Umlage 0,05 0,05 ab kwh/a EEG Umlage 3,59 abgestufte Reduzierung der EEG 0,05 Umlage ab 1 GWh/a, hier >100GWh Summe 13,19 5,20

21 Lastgangauswertung einer Einzelhandelsfiliale

22 PV Simulation (35 kwp) Überschusseinspeisung kwh 27,0 24,0 21,0 18,0 15,0 12,0 9,0 6,0 3,0 0,0 So Mo Di Mi Do Fr Sa Zeitraum Vom W R abgegebene Energie(AC) kw h

23 Erzeugungskosten Solarstrom Position kal. Ansatz Wert Inst. Leistung 35 kwp jrhl. Ertrag kwh/kw p kwh Investition /kw p Abschreibung 20 Jahre Zinsen 5,0% /a /a Betriebskosten 1,5% /a 788 /a jrhl. Kosten /a PV -Strompreis 0,135

24 PV Simulation für eine Einzelhandelsfiliale

25 Preisvorteile selbst erzeugten Stroms Auf selbst erzeugte elektrische Energie, die in unmittelbarer räumlicher Nähe direkt verbraucht wird entfallen: Keine Stromsteuer Keine Netznutzungsentgelte Keine KWK Umlage Keine EEG-Umlage

26 Das Erneuerbare-Energien-Gesetz Im EEG sind Möglichkeiten geschaffen, die EEG Umlage für besondere Abnehmer bzw. Abnahmesituationen zu reduzieren. Reduzierung der EEG Umlage um 2 Cent/kWh für Energieversorgungs-unternehmen, die dem Grünstromprivileg unterliegen. Wegfall der Umlage für EEG Strom, der in räumlicher Näher selbstverbraucht und nicht durch ein Netz geleitet wird. Reduzierung der EEG-Umlage um 2 Cent/KWh für EEG-Strom der in räumlicher Nähe von einem Versorgungsunternehmen an Letztverbraucher geliefert wird und nicht durch ein Netz geleitet wird. Begrenzung der EEG-Umlage für stromintensive Unternehmen des produzierenden Gewerbes ab einem Energieverbrauch in Höhe von 1 GWh je Abnahmestelle. Die Begrenzung der Umlage ist in Abhängigkeit des Stromverbrauches gestaffelt. Ab einem Verbrauch von 10 GWh ist darüber hinaus eine Zertifizierung im Energiebereich notwendig. (vgl. EMAS oder DIN EN ISO 50001)

27 Aspekt : demand response im Bereich der Kälterezeugung und Anwendung

28 DANKESCHÖN Prof. Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Jörg Probst Hochschule Bochum Nachhaltige Gebäudetechnik Lennershofstr Bochum Raum A5 09 A Telefon +49 [0] 2 34 /