Photovoltaik und Batteriespeicher zur Eigenverbrauchsoptimierung. 30. November 2017 Referent: Martin Reiner

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Gottlob Sternberg
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2 Zubau der Photovoltaikleistung in Deutschland Beratertelefon: info@saena.de - Seite 2

3 Preisentwicklung Photovoltaik in Deutschland Beratertelefon: info@saena.de - Seite 3

4 Wirtschaftlichkeit von PV Anlagen in 2017 Aufdach <10kWp Aufdach mit Speicher Gewerbe >10kWp Gewerbe mit Speicher Mieterstrom Freifläche Anlagenpreis /kwp Spez Ertrag Abschreibungszeitraum Zins 2% 2% 4% 4% 4% 5% Betriebskosten 1% 1% 1% 1% 2% 1,50% Kosten Solarstrom ct/kwh 9,0 9,0 7,9 7,9 9,2 6,7 Kosten EEG Umlage EV/DV 0,0 0,0 1,1 1,9 4,8 0,0 Kosten Stromspeicher 0,0 4,1 0,0 5,0 0 0,0 Vergütung Mieterstrom 0,0 0,0 0,0 0,0-2,66 0,0 Speicherpreis pro kwp PV Speicher ein 0% 33% 0% 33% 0% 0% Speicher aus 0% 30% 0% 30% 0% 0% Abschreibungszeitraum Zins 2% 2% 4% 4% 4% 5% EV Anteil 30% 60% 40% 70% 70% 0% EEG Umlage auf EV/DV 0 0 2,75 2,75 6,88 0 Beratertelefon: info@saena.de - Seite 4

5 Wirtschaftlichkeit von PV Anlagen in 2017 Beratertelefon: info@saena.de - Seite 5

6 PV Anlagen Ausschreibungsergebnisse Beratertelefon: info@saena.de - Seite 6

7 Eigenverbrauchsquote in einem Supermarkt Eigenverbrauchsquote größer 90% bei einer Anlage mit 50 kwp Quelle: SAENA Beratertelefon: info@saena.de - Seite 7

8 Eigenverbrauch durch Stromspeicher erhöhen Quelle: SMA Eigenverbrauchsquote = Eigenverbrauch / PV-Erzeugung Autarkiegrad = Eigenverbrauch / Verbrauch Beratertelefon: info@saena.de - Seite 8

Stromspeicher - Bleisysteme Energiespeicherung durch Umladevorgänge an den Elektroden Technisch ausgereift Wirkungsgrad typisch 70-80% Entladungstiefe ca. 50% Zyklenfestigkeit ca.

9 Stromspeicher - Bleisysteme Energiespeicherung durch Umladevorgänge an den Elektroden Technisch ausgereift Wirkungsgrad typisch 70-80% Entladungstiefe ca. 50% Zyklenfestigkeit ca Bauform offen mit wässirgem Elektrolyt (Achtung Knallgas- Entwicklung), oder verschlossen als Gel oder Glasfaser-Vlies (AGM) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 9

10 Stromspeicher - Redox Flow Leistungs- und Energieteil getrennt. Speicherinhalt durch Vergrößerung der Tanks erweiterbar. Mechanische Komponenten (Pumpen) Derzeit auf Vanadium Basis, daher kein Preisvorteil. Nur wenige Anbieter Beratertelefon: info@saena.de - Seite 10

Stromspeicher - Lithiumsysteme Wanderung von Li-Ionen durch einen nichtwässrigen Elektrolyten und reversible Einlagerung im Wirtsgitter. Bei Wassereinbruch hohe Reaktivität!

11 Stromspeicher - Lithiumsysteme Wanderung von Li-Ionen durch einen nichtwässrigen Elektrolyten und reversible Einlagerung im Wirtsgitter. Bei Wassereinbruch hohe Reaktivität! Hohe Vielfalt beim Elektrodenmaterial: Graphit, Aluminium, Eisenphosphat,Titan mit z.t. sehr unterschiedlichen Eigenschaften Wirkungsgrad typisch 90% bis 97% Entladungstiefe zwischen 70% bis 100% Zyklenfestigkeit bis Zyklen Beratertelefon: info@saena.de - Seite 11

12 Marktentwicklung Batteriespeicher in Deutschland Quelle: RTWH Aachen Beratertelefon: info@saena.de - Seite 12

13 Marktentwicklung kleine Batteriespeicher in Deutschland Quelle: RTWH Aachen Beratertelefon: info@saena.de - Seite 13

Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern Eigenverbrauchs Optimierung Finanzieller Vorteil ergibt sich aus Preisdifferenz zwischen Eigenverbrauch und Netzeinspeisung unter Berücksichtigung von:

14 Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern Eigenverbrauchs Optimierung Finanzieller Vorteil ergibt sich aus Preisdifferenz zwischen Eigenverbrauch und Netzeinspeisung unter Berücksichtigung von: Speicherverlusten (Li: 10-15%, Blei: 15-30%) sonstigen Abgaben und Steuern Umgesetzter Energiemenge Dies steht in Relation zum Anschaffungspreis, der erwarteten Rendite unter Berücksichtigung von: Vollzyklen pro Jahr (Simulation) Kalendarischer und Zyklenlebensdauer Ggf. sonstigen Kosten Quelle: E3/DC GmbH Beratertelefon: info@saena.de - Seite 14

15 Wirtschaftlichkeit von Solarstromspeichern Eigenverbrauchsquoten in Abhängigkeit der Speicher- und Anlagengröße (Stromverbrauch kwh/a) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 15

16 Wirtschaftlichkeit von Solarstromspeichern Beratertelefon: info@saena.de - Seite 16

17 Wirtschaftlichkeit von Solarstromspeichern Beratertelefon: info@saena.de - Seite 17

18 Wirtschaftlichkeit von Solarstromspeichern Beratertelefon: info@saena.de - Seite 18

19 Wirtschaftlichkeit von Solarstromspeichern Beratertelefon: info@saena.de - Seite 19

20 Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern andere Einsatzszenarien Quelle: DREWAG AG Beratertelefon: info@saena.de - Seite 20

21 Stromspeicherförderung InES 4 (Zuschuss über SAB für KMU) - 40 % Zuschuss auf dezentral netzgekoppelte Stromspeicher (alles außer Lithium-Ionen & Blei: 50%) - max Euro - Stromspeicher (>2kWh) und PV-Anlage müssen sich am selben Ort befinden - Drosselung der Einspeiseleistung auf max. 50% der Generatornennleistung - Positive Wirtschaftlichkeitsberechnung (Berechnungstool vorgegeben) - Mittel speisen sich aus Landeshaushalt 2017/2018 Informationen unter Beratertelefon: info@saena.de - Seite 21

Drosselung und intelligente Laderegelung Sofortladung durch simple Steuerung Speicher lädt sich sofort auf Hohe Kappungsverluste (schwarz) Speicher über längere Zeiträume randvoll (schnellere

22 Drosselung und intelligente Laderegelung Sofortladung durch simple Steuerung Speicher lädt sich sofort auf Hohe Kappungsverluste (schwarz) Speicher über längere Zeiträume randvoll (schnellere Alterung) Intelligente Steuerung Abwartende Ladung geringe Kappungsverluste (schwarz) Speicher nur kurze Zeit randvoll (längere Lebensdauer) Bei Fehlprognose wird Speicher evtl. nicht ganz voll. (hier 2. Tag) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 22

Endenergieverbrauch in Deutschland (8.585 PJ = 2.

23 Endenergieverbrauch in Deutschland (8.585 PJ = TWh) Quelle: AGEB Beratertelefon: info@saena.de - Seite 23

24 Preisentwicklungen vs. Effizienz vs. Sektorkopplung Quelle: destatis.de Beratertelefon: info@saena.de - Seite 24

25 Steuern, Abgaben, Umlagen, Entgelte & Co pro kwh Quelle: Agora Energiewende Beratertelefon: info@saena.de - Seite 25

Nutzung des erzeugten Stroms zur Warmwasserbereitung oder Beheizung möglich mit Wärmepumpe oder Heizstab Bspl: Smart Heater Leistung: 0 bis 3500 Watt, 500-Watt in Abhängigkeit der Einspeisung

26 Nutzung des erzeugten Stroms zur Warmwasserbereitung oder Beheizung möglich mit Wärmepumpe oder Heizstab Bspl: Smart Heater Leistung: 0 bis 3500 Watt, 500-Watt in Abhängigkeit der Einspeisung stufenweise schaltbar, da 3 Heizkreise integriert (500W, 1000W, 2000W) Grafik/Bild: Technisches Datenblatt B- Control Smart Heater SH350 EL Firma TQ-Systems GmbH Beratertelefon: info@saena.de - Seite 26

Praxisbeispiel: Nutzung des Solarstroms zur Warmwasserbereitung und Beheizung - 4-Personen-Haushalt - KfW-Effizienzhaus 40 - - mit

27 Praxisbeispiel: Nutzung des Solarstroms zur Warmwasserbereitung und Beheizung - 4-Personen-Haushalt - KfW-Effizienzhaus mit 10 kwp PV-Anlage geringer Heizwärmebedarf Hausansicht Beratertelefon: info@saena.de - Seite 27

Kompakte Anlagentechnik und Lüftung mit Wärmerückgewinnung Heizungs (l.

Heizpatronen und elektrischer Ladestation (hydraulisch verbunden) Lüftungsgerät

-1 C Wassergeführter Kaminofen = zentrales Heizsystem Nennleistung: 6 kw

28 Kompakte Anlagentechnik und Lüftung mit Wärmerückgewinnung Heizungs (l.)- und Warmwasserpufferspeicher (r.) mit 3 elektr. Heizpatronen und elektrischer Ladestation (hydraulisch verbunden) Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung und Frischluftvorerwärmung ab ca. -1 C Wassergeführter Kaminofen = zentrales Heizsystem Nennleistung: 6 kw Warmwasser 2 kw Raumwärme (auch vollautomatischer Pelletkaminofen möglich) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 28

Steuerung der Anlagentechnik und Verbraucher über ein

Beispiel Funksteckdose für Waschmaschine Heizungssteuerung

Meter = Smart Meter für 3-phasige Messwerterfassung z.b.

mit dem Home Manager = Energiemanager Beratertelefon:

29 Steuerung der Anlagentechnik und Verbraucher über ein funkbasiertes Energiemanagementsystem mit Funksteckdosen Beispiel Funksteckdose für Waschmaschine Heizungssteuerung und Pumpengruppe für wassergeführten Kamin SMA Energy Meter = Smart Meter für 3-phasige Messwerterfassung z.b. für Netzeinspeisungs- sowie Netzbezugszähler kommuniziert mit dem Home Manager = Energiemanager Beratertelefon: info@saena.de - Seite 29 PV-Wechselrichter und Energiemanager zur Ansteuerung der Funksteckdosen Zwei-Richtungszähler des Netzbetreibers im elektrischen Schaltschrank

Verbrauchersteuerung und Monitoring über ein Webportal Verbraucherbilanz vom 16.02.

30 Verbrauchersteuerung und Monitoring über ein Webportal Verbraucherbilanz vom Verbrauchersteuerung durch intelligenten Energiemanager abhängig vom Solarertrag Quelle Grafik: Beratertelefon: info@saena.de - Seite 30

Eigenverbrauchsoptimierung über funkbasiertes Smart Home Netzwerk Energiebilanz 2015 Energiekosten für Heizung, Warmwasser und Strom: PV-Vergütung 6683 kwh x 0,141 = + 942 /a Stromrechnung 2418 kwh X

31 Eigenverbrauchsoptimierung über funkbasiertes Smart Home Netzwerk Energiebilanz 2015 Energiekosten für Heizung, Warmwasser und Strom: PV-Vergütung 6683 kwh x 0,141 = /a Stromrechnung 2418 kwh X 0,283 = /a Kosten Brennholz = - 50 /a Summe = /a Quelle Grafik: Energieüberschuss = kwh = Plusenergie 59 % Anteil Sonnenstrom am Gesamtstromverbrauch 69 % Warmwasser über Sonnenstrom 12 % über Holz Beratertelefon: info@saena.de - Seite 31

32 Der e-pkw an der PV Anlage Annahmen: PV Anlage mit 900kWh/kWp (Süd, 15 Grad) Haushalt mit 4.000kWh Verbrauch 5kWh Heimspeicher E-PKW: 10kWh/Werktag Quelle: Daimler AG Beratertelefon: info@saena.de - Seite 32

33 Netzeinspeisung an der heimischen 5kWp PV Anlage Bei 10kWh pro Werktag entspräche dies ca. 39% solarer Ladung Aber zusätzliche Speicherkapazität von 10kWh erforderlich (+Verluste) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 33

34 mehr Module, mehr Speicher? Bei 10kWh pro Werktag entspräche dies ca. 59% solarer Ladung Aber zusätzliche Speicherkapazität von 10kWh erforderlich (+Verluste) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 34

35 muss es mehr Speicher sein? Bei 10kWh pro Werktag entspräche dies ca. 5% solarer Ladung abends ab 17:00 Uhr ohne zusätzlichen Speicher Beratertelefon: info@saena.de - Seite 35

36 oder doch besser den Speicher auf Rädern? Quelle: Opel AG Bei 50kWh pro Woche entspräche dies ca. 54% solare Ladung übers Wochenende ohne zusätzlichen Speicher. Beratertelefon: info@saena.de - Seite 36

Stromproduktion in Deutschland - Ausschnitt Quelle: Fraunhofer ISE / www.

37 Stromproduktion in Deutschland - Ausschnitt Quelle: Fraunhofer ISE / Beratertelefon: info@saena.de - Seite 37

38 Die Technik dafür ist heute vorhanden. Beispiel: Quelle: SMA Solar Technology AG / my-pv GmbH Beratertelefon: info@saena.de - Seite 38

39 Sowohl Photovoltaik als auch Elektromobilität sind Schlüsseltechnologien für die Energiewende! Quelle: Fraunhofer ISE Reichweite eines PKW mit 100m² Produktionsfläche (bei Photovoltaik Freiflächenanlage) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 39

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Die Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH: Energieeffizienz - Unternehmen Energieeffizienz - Gebäude Energieeffizienz - Verkehr Energieeffizienz - Kommunen/Landkreise Zukunftsfähige Energieversorgung Projekte im schulischen Bereich Beratung Weiterbildung Öffentlichkeitsarbeit Sprechen Sie uns an! Beratertelefon:

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