Photovoltaikanlagen r Investoren

Transkript

1 Photovoltaikanlagen eine Einführung für f r Investoren

2 Photovoltaik in Deutschland 2011 Installierte Nennleistung 24,7 GWp Erzeugte Energie GWh Anzahl PV-Anlagen > 1 Million Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 2

3 Betreiber Anteile der Betreiber Ende 2010 Quelle: ISE 2012 Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 3

4 Gliederung Anlagentechnik Wirtschaftlichkeit Installation und Betrieb Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 4

5 Anlagentechnik Wechselrichter Stromzähler Netz der EVU Solarmodul(e) Montagegestelle Mess- und Überwachungseinrichtungen Verschaltungskomponenten Blitzschutz Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 5

6 Module Photon 2012: Anzahl lieferbarer Module 5480 Anzahl Anbieter 180 Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 6

7 Si-Wafermodule monokristallin polykristallin Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 7

8 Dünnschichtmodule a-si CdTe CIS Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 8

9 Semitransparente Wafermodule Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 9

10 Amorphe Si-Dünnschichtmodule Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 10

11 Flexible a-si Module Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 11

12 Marktanteile Anteile der verschiedenen Zellarten in % für 2011 Quelle: Photon 2012 Dünnschicht; 11,3 Si 2011: 92,1 % mono-si; 30,9 multi-si; 57,8 Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 12

13 Kenngrößen Nennleistung Größe Gewicht Wirkungsgrad Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 13

14 Wirkungsgrad Modulfläche in Abhängigkeit vom Wirkungsgrad Nennleistung 1 kwp 5 % = 20 m² 10 % = 10 m² 20 % = 5 m² Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 14

15 Beispiel Nennleistung Wp Länge 1,68 m Breite 0,99 m Gewicht 24 kg Wirkungsgrad 13,5-14,7 % Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 15

16 Beispiel Nennleistung 75 Wp Länge 1,21 m Breite 0,61 m Gewicht 12,7 kg Wirkungsgrad 10,3 % Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 16

17 Montageflächen Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 17

18 Montagearten Gebäude Schrägdach Flachdach Lichtdach Fassade Sonnenschutz Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 18

19 Befestigungssysteme Aufdachmontage Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 19

20 Befestigungssysteme Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 20

21 Befestigungssysteme Indachmontage Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 21

22 Befestigungssysteme Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 22

23 Wechselrichter Photon WR 82 Anbieter Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 23

24 Aufgaben u, i Gleichstrom in Wechselstrom Leistungsanpassung des Generators Elektrische Überwachung Datenspeicherung t Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 24

25 Modulwechselrichter Quelle: PVA 2002 Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 25

26 Zentralwechselrichter Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 26

27 Beispiel Ausgangsnennleistung 10 kw Anzahl Eingänge 5 Mittl. Wirkungsgrad 97,5 % Gewicht 35 kg Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 27

28 Überwachung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 28

29 Wirtschaftlichkeit Energieertrag Vergütung Rendite Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 29

30 Einflussgrößen Größe der Anlage Sonneneinstrahlung Ausrichtung und Neigung der Module Umgebungsbedingungen Wirkungsgrad der Anlage Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 30

31 Globalstrahlung Horizont 1 m² Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 31

32 Globalstrahlung in Westdeutschland kwh/m² Koblenz: 1019 kwh/m² Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 32

33 Richtungsabhängigkeit Optimum 30 /Süd Einstrahlung ca kwh/m²für Koblenz Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 33

34 Verschattung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 34

35 Horizontverschattung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 35

36 Spezifischer Ertrag Der Ertrag einer PV-Anlage wird zu Vergleichszwecken als Verhältnisgröße angegeben Spezifischer Ertrag = Ertrag / Nennleistung Beispiel: Nennleistung 5 kwp Jahresertrag von 4000 kwh Spezifischer Jahresertrag = 800 kwh/kwp Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 36

37 Abschätzung Die Einstrahlung sei 1000 kwh/m² Bei einem Wirkungsgrad der Module von 10 % und einer Fläche von 10 m² (entsprechend einer Nennleistung von 1 kwp) Jahresertrag = 1000 kwh Spezifischer Jahresertrag = 1000 kwh/kwp Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 37

38 Beispiel Verteilung der spez. Erträge von 55 Anlagen aus dem PLZ- Gebiet 56 für 2010 Häufigkeit in % Mittelwert 880 kwh/kwp spezifischer Ertrag in kwh/kwp Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 38

39 Erwartungswert Im langjährigen Mittel gilt für optimal ausgerichtete Anlagen mit normalen Verlusten in der Region 56 Spez. Jahresertrag > 850 kwh/kwp auf die Modulfläche bezogen, je nach Modultyp kwh/m² Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 39

40 Vergütung Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG): Festlegung der Vergütungssätze für Strom aus Anlagen, die erneuerbare Energieträger nutzen. Geändert am Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 40

41 Netzeinspeisung Gebäudeanlagen Einspeisevergütungen für Solarstrom ab in Ct/kWh; *: Anteil der vergüteten Energie bis 10 kwp 19,31 80 % * 10 kwp bis 1 MWp 16,34 90 % * 1 MWp bis 10 MWp 13, % * Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 41

42 Netzeinspeisung Freiflächen Die Einspeisevergütung für Solarstrom ab für Freiflächenanlagen bis 10 MWpbeträgt 13,37 Ct/kWh; die Vergütung erfolgt zu 100 % Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 42

43 Anschaffungskosten Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 43

44 Anschaffungskosten Aufteilung der Anschaffungskosten bei einer PV-Anlage mit kristallinen Si- Modulen Ende % 4% 6% 59% Module Wechselrichter Gestelle Elektrik Montage 13% Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 44

45 Rendite Einnahmen Vergütung Einsparung Ausgaben Anschaffungskosten Betriebskosten Kapitalzins Steuern Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 45

46 Betriebskosten Wartung Reparaturen Ersatzbeschaffung Versicherungen Zählergebühren Verwaltungskosten Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 46

47 Beispiel (Kapitalwertverfahren) Nennleistung 10 kwp Investition EURO Betriebsdauer 20 Jahre Spez. Ertrag 850 kwh/jahr Betriebskosten 1,5 %/a Umlaufrendite 2,0 % Einspeisevergütung 19,31 Cent/kWh/100 % Gestehungskosten = 16,13 Cent/kWh Rendite = 4,4 % Amortisationsdauer = 15,4 Jahre Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 47

48 Vergleich Verfahren dynamisch statisch Amortisationsdauer in Jahren Gestehungskosten in Cent/kWh Rendite in % 15,4 16,13 4,4 13,1 13,76 2,6 Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 48

49 Einfluss der Anschaffungskosten Rendite Amortisationszeit Rendite in % 5,4 5,0 4,6 4,2 3,8 3,4 3,0 2,6 2, Amortisationszeit 1, Anschaffungspreis in /kwp Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 49

50 Installation und Betrieb Firmensuche Angebote Installation Betrieb Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 50

51 Firmensuche Nachbarschaft, Freunde, Bekannte Medien: Zeitungen, Internet Handwerkskammern Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 51

52 Angebote Standortbeschreibung Komponenten Handwerkerleistungen Verschaltungsplan Ertragsberechnung Datenblätter Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 52

53 Angebote Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 53

54 Angebote Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 54

55 Angebote Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 55

56 Installation Fachgerecht Funktionstests Dokumentation Einweisung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 56

57 Bürokratie Baurecht Gewerberecht Steuerrecht Einspeisung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 57

58 Fehlerhafte Planung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 58

59 Fehlerhafte Planung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 59

60 Fehlerhafte Verkabelung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 60

61 Fehlerhafte Montage Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 61

62 Fehlerhafte Montage Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 62

63 Qualitätssicherung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 63

64 Adressen Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 64

65 Überwachung Am besten: Kontinuierliche Datenerfassung mit automatischer Fehlermeldung und Ertragsanalyse Alternative: Monatliche Zählerablesung und Vergleich der spez. Erträge mit denen von Referenzanlagen Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 65

66 Erfolgsfaktoren-Fazit Standort mit hoher Sonneneinstrahlung Verschattungsfreie optimale Aufstellung der Module Gute Qualität der Module Gute Qualität der Wechselrichter Korrekte Auslegung der Anlage Fachgerechte Installation und Dokumentation Betriebsüberwachung Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 66

67 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

68 Kontakt Prof. Dr. Wolfgang Siebke Fachhochschule Koblenz/Fachbereich Ingenieurwesen Konrad-Zuse-Strasse Koblenz Tel.: oder siebke@fh-koblenz.de Prof. Dr. Wolfgang Siebke, Fachbereich Ingenieurwesen 68