SolartechnikVortrag

Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.

Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012

http://www.hanebutt-solar.de/

Sonnenenergie und Energiegewinnung Photovoltaikanlage und Solaranlage für das Einfamilienhaus Investition und Rendite Leipziger Börse, Energiepolitik Solare Großanlagen, Solarkraftwerke

Übersicht

Sonnenenergie

Strom

Photovoltaikanlage

Wärme

Solaranlage

Stromerzeugung in Deutschland 2011 (Eigene Darstellung)(Quelle: bdew)

Stromerzeugung in Deutschland 2011

(davon Photovoltaik 3%, außerordentlich starker Zuwachs)

(z.B. Erdöl, Hausmüll)

20%

14 %

18 % 19

%

25 %5 %

(1)Solarmodule aus Silizium erzeugen Gleichstrom(2) Wechselrichter wandeln ihn in Wechselstrom um(3) Zähler verbindet zum (4) öffentlichen Stromnetz(5) Bezugszähler für Haushaltsstrom, kommt aus dem Netz

Beachten: 30 Grad zur Horizontalen nach Süden, ansonsten auch 70 bis 90 % des Ertrages

über den Tag, die Jahreszeiten und die Jahre schwankend

Photovoltaikanlage

Konrad, Planung von Photovoltaik-Anlagen, 2008 / stoiber-photovoltaik.de

- Dachziegel entfernen, Haken montieren, Dachziegel wieder aufbringen

- Tragschienen für das Montagesystem und Solarmodule auf das Montagesystem aufschrauben.- einzelnen Solarmodule elektrisch miteinander verbinden

www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/betrieb Bildquelle: www.wagner-solar.com

Photovoltaikanlage

- Kabel werden mithilfe eines "Elektroinstallationsrohrs" durch die Wärmedämmung oder Leitungsschächte des Hauses gelegt

- mit Wechselrichter und Gleichstromhauptschalter verkabelt- Anlage an das öffentliche Stromnetz anschließen, Einspeisezähler

montieren (gesamte Montage 2-3 Tage)

www.solaranlagen-portal.com/photovoltaik/betrieb Bildquelle: SMA Solar Technology AG

Wechselrichter

Gleichstromhauptschalter / Solarmodule

Einspeisezähler HausanschlusskastenAnschluss zum öffentlichen Netz

Photovoltaikanlage

(1) Sonnenkollektor (2) Warmwasserspeicher(3) Wärmetauscher(4) Regelung und Steuerung (5) Ausgleichsbehälter (6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer)(7) Dusche, Badewanne, Waschbecken

solaranlagen-portal.com

Solaranlage

Sonneneinstrahlung - trifft die obere Glasscheibe des (1) Sonnenkollektors - dann auf den unteren Absorber

- schwarze Platte aus wärmeleitendem Metall- absorbiert Sonnenstrahlung - Oberfläche wandelt Sonnenstrahlung in Wärme um - wärmeleitend mit Rohren verbunden- durch die strömt das Wärmeträgermedium (meist Wasser)

(vgl. Späte/Ladener Solaranlagen 2007 S. 29 f.)

Solaranlage

Der Solarkreislauf enthält die Komponenten (2) Wärmespeicher(3) Wärmetauscher(4) Regelung und Steuerung (5) Ausgleichsbehälter (6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer)

(vgl. Späte/Ladener Solaranlagen 2007)

Solaranlage

Solaranlage

(2) Wärmespeicher- aufrecht stehender Behälter um das 1,5-2 fache des Tagesbedarfs an Warmwasser zu bevorraten - größer als Warmwasserspeicher von konventionellen Heizungsanlagen- nimmt die Überangebote des Sonnenkollektors an um sie für strahlungsarme Perioden zu speichern- Wärmeträgermedium ist in der Regel Wasser mit Frostschutzmittel

(3) Wärmetauscher - dient der Übertragung der Wärme von einem Bauteil zu einem

Wärmeträgermedium und umgekehrt.

(4) Regelung und Steuerung - (4) Umwälzpumpe transportiert Wärmeträgermedium - wenn Temperatur (1) Solarkollektoren höher als im (2) Wärmespeicher

wird (4) Umwälzpumpe geschaltet

(5) Ausgleichsbehälter- bevorratet Solarflüssigkeit- gleicht Druckschwankungen aus

Solaranlage

(6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer)- wenn die Sonne weniger scheint

(7) Dusche, Badewanne, Waschbecken

Solaranlage

Installation einer Solaranlage

- Gerüst, Kran und Leiter aufstellen- Decken- und Mauerdurchbrüche vorbereiten- Dachdecker installiert den Sonnenkollektor auf dem Dach- Rohrnetz wird verlegt und an die Haustechnik angeschlossen- Pumpe, Regelung und Steuerung, Blitzschutz installieren- Montage 2-3 Tage

Inbetriebnahme

- Solarkreislauf zum Reinigen spülen- nach dem Füllen Regelung und Pumpenleistung einstellen

(vgl. Späte/Ladener Solaranlagen 2007, www.solar-agent.de)

Reduktion CO2 und Klimaschutz - Fraglich: Erderwärmung infolge Treibhausgase/kosmischer

Strahlung/ob es sie überhaupt gibt

Ziele der Europäische Union - weltweiten Temperaturanstieg auf max. 2 Grad Celsius bis 2100

begrenzen- weltweiten Treibhausgasausstoß um mindestens 50 % bis 2050 senken

Tianjin (Nordchina)

www.spiegel.de/fotostrecke/china-der-schmutzige-riese-fotostrecke-40286.html (DPA)

Investition und Rendite- angelegt auf 20 Jahre- Rendite liegt schätzungsweise bei 8 %- preisgünstige Solaranlagen amortisieren sich ohne Förderung nach 8 bis 14 Jahren

Lebensdauer- Solarmodule arbeiten 25 Jahre weitgehend wartungsfrei- Wechselrichter 20 Jahre (teilweise nur 8-12 Jahre, deshalb

Garantievertrag abschließen)- Photovoltaikanlagen mindestens ca. 25 Jahre

wahrscheinlich 30 bis 40 Jahre

Diebstahl /Versicherung- Diebstahl von Modulen möglich (z.B. außerhalb der Besiedlung)- Photovoltaik-Versicherung (kein Teil der Gebäudeversicherung, z.B.

keine Schmorschäden versichert)- Betreiberhaftpflicht und Montageversicherung (bei großen Anlagen)

(vgl. Große Böckmann, Hohe Anteile von Solar- und Windstrom, 2012, Münster S. 470 ff., Fleige, Erneuerbare Energien 2011)

Investitionskosten Photovoltaikanlage

Investition 8.500 EuroBetriebskosten 85 Euro pro JahrLeistung 2.250 kWh pro JahrEEG Vergütung 24,43 Cent pro Kilowattstunde.Für die folgenden 20 Jahre garantiertMultipliziert mit der Einspeisevergütung (Jahr 2012)

24,43 ct/kWh * 2.250 kWh = 549,675 Euro/Jahr.Rendite rund 8 %

5 10 15 20-85Investition 8.500 EuroBetriebskosten 85 Euro pro JahrLeistung 2.250 kWh pro JahrEEG Vergütung 24,43 Cent pro Kilowattstunde.Für die folgenden 20 Jahre garantiertMultipliziert mit der Einspeisevergütung (Jahr 2012) 24,43 ct/kWh * 2.250 kWh = 549,675 Euro/Jahr.Rendite rund 8 % -10000

-8000

-6000

-4000

-2000

0

-8.500 €

5 10 15 20-85 €

+550 €

Jahre

Stromnachfrage nach Photovoltaik

- nutzbaren sind Flächen auf und an Gebäuden, Verkehrswegen und sonstigen versiegelten Flächen und Freiflächen

- rund 300 GW sind möglich.

Kombiniert mit Windenergie ohne Zwischenspeicherung für Überschüsse:

  Energie [TWh/a]Onshore-Windenergie 80Offshore-Windenergie 100Photovoltaik 101Summe 281

- Gesamtnachfrage Deutschland: 600 TWh/a - Stuttgart 4,0 TWh/a

(vgl. Große Böckmann, Hohe Anteile von Solar- und Windstrom, 2010, Münster 2010 S. 47 ff., Destatis ErneuerbareEnergie 2010, vgl. Buergerstrom www.buergerstrom.info/downloads/umrechnungstabelleenergieeinheiten1.pdf S. 128)

Solaratlas www.hannover-gis.de/GIS/index.jsp

Solartechnik in Vinnhorst

Preisbildung an der EEX in Leipzig

Handelsplatz im europäischen Energiehandel- Marktplatz für Strom, Erdgas, CO2-Emissionensberechtigungen

und Kohle, z.B. Stadtwerke Hannover AG- Börsenpreise dienen europaweit als Referenzpreise

Index für die Grundlastlieferung Strom (Base) und die Spitzenlastlieferung Strom (Peak)

Strom aus Photovoltaik - setzt die Preise für Spitzenlastlieferung- verdrängt damit Kraftwerke mit Kohle, Öl und Gas

European Energy Exchange

www.eex.com, Fleige, Erneuerbare Energien 2012

Quelle: Fleige, Erneuerbare Energien 2012

BürgerUnternehmen

20.000 Quadratmeter großen Fläche, rund 5.500 Solarmodule400 bis 600 Haushalte mit Strom versorgen Kosten-Nutzen-Verhältnis erheblich günstiger

Elicon GmbH, www.sachsen-fernsehen.de

Solaranlage Wittgensdorf/Sachsen

Solare Großanlagen

Solarfonds - geschlossene Fonds, jährliche Renditen von 7 % bis über 9 %,

Mindesteinlage im Allgemeinen 5.000 bis 10.000 Euro, Laufzeit 15 bis 25 Jahren

- in Deutschland bis 2020 alternative Energien 30 % an der Energieversorgung: Solarfonds mit kräftigen Schub nach vorn

- Finanzdienstleister erwarten mehr Investitionen ihrer Kunden in Fonds

Beispiel: SolEs 23 von Voigt & Collegen, Laufzeit geplant 10 Jahre, Ausschüttung 7,5 % p.a. ab 2012 bei einer Mindestbeteiligung von 10.000 Euro zzgl. 5 % Agio, aber 25 % für die Abgeltungsteuer

Fonds für Erneuerbare Energien

Risiken- Vergütungssätze des EEG von Inflation entwertet

unterdurchschnittliche Sonneneinstrahlung keine 20-jährige Erfahrung vorhanden Insolvenz eines Solaranbieters möglich- Minderung der Risiken durch Versicherungen

Finanzmarkt im Vergleich- auch Banken und andere Finanzdienstleister geben häufig

unzuverlässige Empfehlungen für Aktien- Festverzinsliche Wertpapiere (Anleihen) sind sichere

Anlageformen

Verkaufsprospekt - Angaben prüfen

- insbesondere die prognostizierten Gewinnausschüttung- Aufschlag eines Agios- Berücksichtigung eines Kalkulationszinsfusses

Fonds für Erneuerbare Energien

Besonders schöne Beispiele für Dächer

Schweiz

Deutschland

Japan

Deutscher Dachgärtner Verband

Landratsamt Tübingen

Baumarkt, St. Moritz (Schweiz)

Deutscher Dachgärtner Verband

www.pvdatabase.org/urban_view_detailsmore.php?ID=33

Wohnsiedlung Yoshikawa/Saitama (Japan)

Solarkraftwerkeaus höchsten Temperaturen wird elektrischer Strom erzeugt

Parabolrinnenkraftwerke

Solarturmkraftwerke

Paraboloidkraftwerke

Dish-Stirling-Anlage in Almeria (Spanien)schüsselförmige (dish) Spiegel

„Heißluft-Motor“ (1816 von Robert Stirling (1790-1878)) 500 kW elektrische Leistung

(zum Vergleich: 3 kW bei Einfamilienhaus) www.dlr.de Institut für Solarforschung

Paraboloidkraftwerk

Solarturmkraftwerk Jülich

solare „Brennkammer“ auf einem Turm 400 private Haushalte

Solarturm mit Absorber Sonnenlicht

Heliostaten

www.dlr.de Institut für Solarforschung

Solarturmkraftwerk

Parabolrinnenkraftwerk in Kanchanaburi/Thailandgewölbte Spiegel bündeln das Sonnenlicht

auf ein in der Brennlinie verlaufendes Absorberrohr5 MW elektrische Leistung

(zum Vergleich: 3 kW bei Einfamilienhaus)

www.dlr.de Institut für Solarforschung

Parabolrinnenkraftwerk

Desertec

www.desertec.org/de/organisation/

allein die rote Fläche deckt den Elektrizitätsbedarf der ganzen Welt

- in Wüstengegenden erneuerbare Energien erzeugen- ab 2020 mittels Hochspannungsleitungen nach Europa- bis 2050 etwa 15 % des Strombedarfes decken

Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit

Vortrag Solartechnik, 08.10.2012, Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.