SPEICHERUNG UND EIGENVERBRAUCH VON SOLARENERGIE

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1 SPEICHERUNG UND EIGENVERBRAUCH VON SOLARENERGIE Vierkirchen Solarstrom-Eigenverbrauch M.Sc. Franziska Materne C.A.R.M.E.N. e.v. Expertenteam 1 Bildquelle: Franziska Materne, C.A.R.M.E.N. e.v.

2 INHALT C.A.R.M.E.N. e.v. Wie kann ich mit einer PV-Anlage Geld verdienen? Photovoltaik-Eigenverbrauch Gründe für den Eigenverbrauch Technik und Auslegung Schrittweise Erhöhung des Eigenverbrauchs Manuelle Optimierung des Eigenverbrauchsanteils Mit Energiemanager optimierter Eigenverbrauchsanteil Speichereinsatz Fazit Wirtschaftlichkeit Expertenteam 2

3 C.A.R.M.E.N. e.v. Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk Koordinierungsstelle für nachwachsende Rohstoffe, erneuerbare Energien und Energieeffizienz im ländlichen Raum 36 MitarbeiterInnen Sitz in Straubing Expertenteam 3 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

4 C.A.R.M.E.N. e.v. Beratung und Koordinierung Biomasse Erneuerbare Energien Energieeffizienz Aufgaben Öffentlichkeitsarbeit Publikationen Vorträge Veranstaltungen Begutachtung, Betreuung und Evaluierung einschlägiger Projekte Technologie- und Informationstransfer Expertenteam 4

5 C.A.R.M.E.N. e.v. C.A.R.M.E.N. Forum Bauen und Sanieren für die Zukunft nachhaltig und energieeffizient 31. März 2014 in Straubing C.A.R.M.E.N. - Symposium Juli 2014 in Würzburg Veranstaltungen Fachgespräche : C.A.R.M.E.N.-Statusseminar Holzvergasung", Passau : 33. Niederbayerischer Biogasstammtisch, Rottersdorf : C.A.R.M.E.N.-Fachgespräch Windkraft im Wald", Neumarkt i. d. Opf. Expertenteam 5

6 WIE KANN ICH MIT EINER PV-ANLAGE GELD VERDIENEN? Funktionsweise Expertenteam 6 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

7 WIE KANN ICH MIT EINER PV-ANLAGE GELD VERDIENEN? Eigenverbrauch = Anteil der mit einer Photovoltaikanlage erzeugten elektrischen Energie, der vom Betreiber selbst verbraucht wird Last- und Erzeugungsgang 0:00 2:24 4:48 7:12 9:36 12:00 14:24 16:48 19:12 21:36 0:00 Eigenverbrauch Expertenteam 7

8 WIE KANN ICH MIT EINER PV-ANLAGE GELD VERDIENEN? Eigenverbrauch Autarkiegrad selbstverbrauchter PV-Strom erzeugter PV-Strom selbstverbrauchter PV-Strom Gesamtstromverbrauch Expertenteam 8

9 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 1. EINSPEISEVERGÜTUNG EEG-Einspeisevergütung Gesetzlich garantierte Einspeisevergütung sichert Solar-Rendite (Erneuerbares-Energien-Gesetz) Inbetriebnahme 2013/2014 Gebäudeanlagen in CENT/kWh 10 kwp 40 kwp 1 MW 10 MW Februar 13,55 12,85 11,46 9,37 März 13,41 12,72 11,35 9,28 April 13,28 12,60 11,23 9,19 Mai Bekanntgabe durch die Bundesnetzagentur spätestens am 30. April 2014 Erste zubauabhängige Anpassung erfolgte am 1. November 2012 Die Vergütungsdauer beträgt grundsätzlich 20 Kalenderjahre zuzüglich des Inbetriebnahmejahres ( 21 Abs.2 EEG 2012) Expertenteam Quelle: 9 ssaetze_eeg_pv_2013.pdf

10 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 1. EINSPEISEVERGÜTUNG EEG-Einspeisevergütung - Beispiel Inbetriebnahme der 20 kwp PV-Anlage: Februar 2014 Leistung EEG-Vergütung Bezugsstrom Mehrerlös 20 kwp 13,20 Cent/kWh* 23,5 Cent/kWh 10,3 Cent/kWh * Mischkalkulation Eigenverbrauchsanteil sollte so hoch wie möglich sein: Für den Kunden aus wirtschaftlichen Gründen Für die Volkwirtschaft als Beitrag zur Energiewende Expertenteam 10 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

11 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 2. MARKTINTEGRATIONSMODELL Marktintegrationsmodell nach in Betrieb gegangene Anlagen: 90 % EEG-Vergütung der kalenderjährlich erzeugten Strommenge Anlagen zwischen 10 kw und 1 MW Restlicher Strom: Eigenverbrauch oder Direktvermarktung oder: tatsächlicher Monatsmittelwert des Marktwerts für Strom aus solarer Strahlungsenergie Expertenteam 11

12 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 2. MARKTINTEGRATIONSMODELL Neue Betreibermodelle Eigenverbrauch Marktwert Solar Marktintegrationsmodell Nach 20 Jahren Einspeisevergütung (Altanlagen) Überschreitung der 52 GW Grenze (Neuanlagen) Verkauf an Dritte Expertenteam Verkauf an Direktvermarkter 12

13 NEUE BETREIBERMODELLE VERKAUF AN DIREKTVERMARKTER Verträge mit Direktvermarktern, die den nicht vergütungsfähigen Strom übernehmen oder der Verkauf des Stroms an der Börse Anlagenbetreiber Strom Grünstromhändler Endkunden Vergütung (> EEG-Vergütung!) Niedrige EEG-Umlage (4,24 ct/kwh Stand 2014) Regelenergiemarkt Netzbetreiber Beispiele: Buzzn, Clean Energy Sourcing, Naturstrom, Expertenteam 13

14 NEUE BETREIBERMODELLE Eigenverbrauch Marktwert Solar 10 % Verkauf an Dritte Expertenteam Verkauf an Direktvermarkter 14

15 NEUE BETREIBERMODELLE Expertenteam

16 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 3. EIGENVERBRAUCHSREGELUNG Eigenverbrauchsregelung im EEG Die Vergütung für den Eigenverbrauch von selbst erzeugten Solarstrom wurde ab dem vollständig abgeschafft! <= 30 % Vollvergütung - 16,38 CENT/kWh > 30 % Vollvergütung - 12,00 CENT/kWh Expertenteam 16

17 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 4. STROMPREISSTEIGERUNG Strompreissteigerung Expertenteam Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v. 17

18 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 4. STROMPREISSTEIGERUNG Strompreissteigerung und sinkende Einspeisevergütung Einspeiseerlös Strompreis Cent/kWh Netzparität Vorteil durch direkten Eigenverbrauch Expertenteam 18 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

19 GRÜNDE FÜR DEN EIGENVERBRAUCH 5. PREISENTWICKLUNG Preisentwicklung der Photovoltaik [Euro/kWp] Stromgestehungskosten von /kwh PV-Anlagenpreise* (Quelle: BSW PV-Preisindex) * Durchschnittlicher Endkundenpreis für Aufdachanlagen bis 100 kwp (netto) Expertenteam 19 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

20 MESSTECHNIK KONVENTIONELL - NETZGEKOPPELT PV-Generator Verbraucher Zähler 2: PV-Erzeugung öffentliches Netz Zähler 1: Strombezug Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v. Schema: EEG-Navigator VBEW e.v., , Expertenteam 20

21 MESSTECHNIK EIGENVERBRAUCH PV-Generator Verbraucher öffentliches Netz Zähler 2: PV-Erzeugung Vollvergütung = Zähler 3 Zähler 3: Stromeinspeisung Zähler 1: Strombezug Eigenverbrauch = Zähler 2 - Zähler 3 Anstelle auch Zweirichtungszähler Expertenteam Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v. Schema: EEG-Navigator VBEW e.v., ,

22 MESSTECHNIK Eigenstromnutzung bei Altanlagen ab dem Wechsel möglich! Anlagenbetreiber kann zwischen Eigenverbrauch und Volleinspeisung jahres-, monats-, tage-, stunden- und ggf. auch mitnutenweise wechseln Zeiträume des Eigenverbrauchs sind Netzbetreiber vorher anzuzeigen Rentiert sich für Anlagen, bei denen die Einspeisevergütung unter den Strombezugskosten liegt Expertenteam 22

23 VORTEIL DURCH DEN EIGENVERBRAUCH Reduktion der Stromkosten Fixierung des Strompreises langfristig, keine Teilnahme an Strompreiserhöhungen des Stromversorgers Eigenverantwortliche, unabhängige Stromversorgung Beitrag zum Umweltschutz und zur dezentralen-regionalen Stromerzeugung Versorgungssicherheit Überwindung von Verlusten durch Marktintegrationsmodell Expertenteam 23

24 AUSWIRKUNGEN DURCH DEN EIGENVERBRAUCH Gefordert werden vom Bundeswirtschaftsministerium: In Zukunft faire gesetzliche Rahmenbedingungen für den Erfolg und die Akzeptanz der Energiewende Ab August 2014 EEG-Umlage auf eigenproduzierten und -verbrauchten Solarstrom EEG-Novelle: Regelung des Themas Eigenverbrauch und EEG-Umlage Es stellen sich folgende Fragen: Wie hoch wird die Bagatellgrenze sein? Wie hoch wird die EEG-Umlagebelastung sein? Und kommt es überhaupt zu dieser Änderung? Expertenteam 24 Quelle: Bundesverband Solarwirtschaft e.v.

25 ANLAGEN MIT HOHEM EIGENVERBRAUCHSANTEIL Verbrauchsorientierte Auslegung Ost/West-Ausrichtung Ertrag in Abhängigkeit von der Ausrichtung Lastmanagement Stromspeicher Expertenteam 25 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

26 SCHRITTWEISE ERHÖHUNG DES EIGENVERBRAUCHSANTEILS 1. Manuelle Optimierung des Eigenverbrauchsanteil Problem: Unbequem, schlecht vorhersagbar (z.b. Wetterschwankungen) 2. Mit Energiemanager optimierter Eigenverbrauchsanteil Problem: Nicht alle Verbraucher sind kompatibel 3. Mit Speichersystem optimierter Eigenverbrauchsanteil Bequem, völlig Zeitautark (je nach Dimensionierung) Expertenteam 26

27 MANUELLE OPTIMIERUNG DES EIGENVERBRAUCHSANTEILS Lastmanagement: Steuerung von Verbrauchern mit dem Ziel der Anpassung des Lastgangs an die Energieerzeugung Wesentliche Verbraucher tagsüber betreiben Von Hand, per Zeitschaltuhr, automatisiert Expertenteam 27

28 HAUSHALT, LANDWIRTSCHAFT & UNTERNEHMEN Expertenteam 28 Bildquellen: C.A.R.M.E.N. e.v.

29 HAUSHALT Expertenteam 29 Bildquellen: C.A.R.M.E.N. e.v.

30 HAUSHALT Beispiel Einfamilienhaus in Vierkirchen Dachausrichtung: Süden, Dachfläche: 35 m², Dachneigung: 45 Inbetriebnahme: Februar 2014, Anlagenleistung: 5 kwp Haushaltsverbrauch: kwh, Strompreis des Anbieters: 29 Cent/kWh (Strompreiserhöhung 3 %) Prognostizierte Ertragswerte (Jährlich im Durchschnitt) Stromkostenersparnis/Eigenverbrauch kwh 578,91 Vergütung nach EEG kwh 458,74 Gesamtergebnis nach einem Jahr kwh 1.037,65 Prognostizierte Ertragswerte (Nach 20 Jahren) Stromkostenersparnis/Eigenverbrauch kwh ,11 Vergütung nach EEG kwh 9.174,80 Gesamtergebnis nach einem Jahr kwh ,91 Expertenteam 30 Quelle:

31 LANDWIRTSCHAFT Expertenteam 31 Bildquellen: C.A.R.M.E.N. e.v.

32 LANDWIRTSCHAFT BEISPIEL MILCHVIEHSTALLUNGEN Beispiel Milchviehstallungen Bezugsstrompreise 2011: 19,2 CENT (Quelle: Energie & Management , Gewerbe, Handel, Dienstleistungen ) Inbetriebnahme: Februar 2014 Leistung EEG-Vergütung Bezugsstrom Mehrerlös 20 kwp 13,20 Cent/kWh* 19,2 Cent/kWh 6,00 Cent/kWh 100 kwp 12,09 Cent/kWh* 19,2 Cent/kWh 7,11 Cent/kWh * Mischkalkulation Expertenteam 32 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

33 LANDWIRTSCHAFT BEISPIEL MILCHVIEHSTALLUNGEN Variante 150 Kühe, 20 kwp 150 Kühe, 100 kwp 400 Kühe, 20 kwp 400 Kühe, 100 kwp Strombedarf Kuhstall Eigenverbrauch Mehrerlös Selbstverbrauch kwh 58,9 % kwh 17,6 % kwh 98,5 % kwh 45,3 % Expertenteam 33 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

34 LANDWIRTSCHAFT BEISPIEL MILCHVIEHSTALLUNGEN 59 % Eigenverbrauch Beispiel Milchviehstall,150 Kühe, 20 kwp Eigenverbrauch Strombedarf Stromerzeugung Expertenteam Bildquelle: Standardlastgang Milchwirtschaft, BDEW 34 PV: Standardprofil ENBW

35 LANDWIRTSCHAFT EINFLUSSGRÖßEN Einflussgrößen auf den Lastgang in der Landwirtschaft: Produktionsverfahren Jahreszeit Witterungsverlauf Technische Ausstattung Arbeitsablauf Melkzeiten, Fütterungszeiten, Reinigungszeiten Tageszeit Arbeitsabläufe an feste Zeitintervalle gebunden bzw. witterungsabhängig Lastverschiebung durchführbar: Melken: Melkstand Kühlung: Eiswasser Entmisten: Güllepumpen Was muss der Landwirt dabei wissen: Stromverbrauch der Jahreszeiten Stromverbrauch des Tages Gesamtverbrauch Auswirkungen von klimatischen Schwankungen auf einzelne Verbrauchsbereiche Expertenteam 35

36 UNTERNEHMEN Expertenteam 36 Bildquellen: C.A.R.M.E.N. e.v.

37 UNTERNEHMEN IN DEUTSCHLAND Industrie und Gewerbe sind für 45 % des deutschen Endenergieverbrauchs verantwortlich 13 % der Firmen in Deutschland haben eine eigene Stromversorgung aufgebaut Supermärkte, Skihallen, Maschinenbaubetriebe, etc. 16 % planen diesen Schritt (Quelle: Deutsche Industrie und Handelskammer) Expertenteam 37 Quelle: verändert nach BMWI 2012

38 UNTERNEHMEN IN DEUTSCHLAND Voraussetzungen für eine lohnenswerte PV-Anlage im Unternehmen Betriebsgelände mit bebaubaren Dach- und Freiflächen Bezugsstrompreis über 0,14 /kwh Energieintensives Unternehmen Hauptstromverbrauch zwischen 9-16 Uhr Stromverbrauch am Wochenende Expertenteam 38 Quelle: Solarpraxis

39 UNTERNEHMEN IN DEUTSCHLAND Unternehmen die vom Eigenverbrauch profitieren können Wohnungswirtschaft Unternehmen mit Lüftungssystemen Branchen, die bereits über thermische Speicher verfügen (Kühlhäuser, Heizbäder) Kliniken Fertigungshallen/ Produktionsbetriebe. Expertenteam 39 Qelle: Solarpraxis

40 SCHRITTWEISE ERHÖHUNG DES EIGENVERBRAUCHSANTEILS 1. Manuelle Optimierung des Eigenverbrauchsanteil Problem: Unbequem, schlecht vorhersagbar (z.b. Wetterschwankungen) 2. Mit Energiemanager optimierter Eigenverbrauchsanteil Problem: Nicht alle Verbraucher sind kompatibel 3. Mit Speichersystem optimierter Eigenverbrauchsanteil Bequem, völlig Zeitautark (je nach Dimensionierung) Expertenteam 40

41 MIT ENERGIEMANAGER OPTIMIERTER EIGENVERBRAUCHSANTEIL Energiemanagementsystem Online-Plattform Auswertung der Energiezähler (Einspeiseleistung, Eigenverbrauch, Energiebezug) Bluetooth Funksteckdosen Berücksichtigung variabler Stromtarife für eventuelles Management mit dem Verbundnetz Berücksichtigung von elektrischen Speichersystemen Programmierung und Auslesen über WEB-Schnittstelle Nutzung Standortbezogener Wetterprognosen Expertenteam 41

42 SCHRITTWEISE ERHÖHUNG DES EIGENVERBRAUCHSANTEILS 1. Manuelle Optimierung des Eigenverbrauchsanteil Problem: Unbequem, schlecht vorhersagbar (z.b. Wetterschwankungen) 2. Mit Energiemanager optimierter Eigenverbrauchsanteil Problem: Nicht alle Verbraucher sind kompatibel 3. Mit Speichersystem optimierter Eigenverbrauchsanteil Bequem, völlig Zeitautark (je nach Dimensionierung) Expertenteam 42

43 GRÜNDE FÜR DEN EINSATZ VON SPEICHERN Optimierung des Eigenverbrauchsanteils Mehr Unabhängigkeit von der Strompreisentwicklung Notstromfunktion bei Netzausfall Netzstabilisierung Expertenteam 43

44 SPEICHERSYSTEME Blei-Säure-Akkumulatoren + Sehr gute Erfahrungswerte bezüglich Lebensdauer, Entladetiefe und Ladezyklen + Marktreif und zuverlässig + Kostengünstig - Begrenzte Ladezyklen - Keine Tiefentladung - Hoher Platzbedarf Blei-Gel-Akkumulatoren + Wartungsfreundlicher Expertenteam 44 Bildquellen: C.A.R.M.E.N. e.v.

45 SPEICHERSYSTEME Lithium-Ionen-Akkumulatoren + Hohe Anzahl von Ladezyklen + Hohe Lebensdauer + Hohe nutzbare Kapazität + Hohe Wirkungsgrade - Noch Forschungsbedarf - Hohe Anschaffungskosten Expertenteam 45 Bildquellen: C.A.R.M.E.N. e.v.

46 SPEICHERSYSTEME C.A.R.M.E.N. Marktübersicht Expertenteam 46 Bildquelle: C.A.R.M.E.N. e.v.

47 SPEICHER - EIGENVERBRAUCH Beispielrechnung: Annahmen: - Vier-Personen-Haushalt - Jahresstromverbrauch: kwh/a - PV-Anlage: 5 kwp - Gesamtjahresertrag PV-Anlage: kwh/a - Batteriespeicher: 5,5 kwh Nutzbare Kapazität Expertenteam Datenquelle: IBC Solar 47

48 SPEICHER - EIGENVERBRAUCH Beispielrechnung: Ergebnis: Netzbezug PV-Anlage PV-Anlage mit Speicher Strombedarf kwh/a kwh/a kwh/a PV-Eigenverbrauch 0 kwh/a kwh/a kwh/a Zusätzlicher Eigenverbrauch mit Speicher 0 kwh/a 0 kwh/a kwh/a Restlicher Strombezug kwh/a kwh/a kwh/a Eigenverbrauchsquote 0 % 30 % 52 % Unabhängigkeitsquote 0 % 37,5 % 65 % Expertenteam Datenquelle: IBC Solar 48

49 WIRTSCHAFTLICHKEIT VON BATTERIESPEICHERN Beispielrechnung Batteriespeicher mit Förderung: 7 kwh Lithium-Ionen Speicher für 7 kwp PV-Anlage Nutzungsdauer 20 Jahre, tägliche Aufladung/Entladung, wartungsfrei = ( ) % % =0,21 /"#$ Ergebnis: Inklusive PV-Gestehungskosten* ~ 0,31-0,35 /kwh Strompreissteigerung nötig für Wirtschaftlichkeit * PV-Gestehungskosten: 0,10-0,15 /kwh Expertenteam 49

50 FAZIT Eigenverbrauchsanteil hat einen wesentlichen Einfluss auf die Rendite der PV-Anlage Fixierung des Strompreis langfristig Abgeschwächte Teilnahme an Strompreiserhöhungen des Stromversorgers Eigenverantwortliche, unabhängige Stromversorgung Beitrag zur dezentral-regionalen Stromerzeugung Ziel: mehr Stromverbrauch in PV-Zeiten zu verlagern zunächst technisch-organisatorische Maßnahmen später ggf. Speicher Anzahl PV-Batteriesysteme wird zeitnah wachsen Wirtschaftlichkeit von Speichern kann momentan nur auf Basis zukünftiger Strompreissteigerungen dargestellt werden Expertenteam 50

51 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT! M.Sc. Franziska Materne C.A.R.M.E.N. e.v. Schulgasse 18, Straubing Tel: 09421/ Expertenteam