Präsentation von Katharina – Madlene Kraft Schwerpunkt Photovoltaik Photovoltaik.
Photovoltaik & Batteriespeicher
Transcript of Photovoltaik & Batteriespeicher
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Photovoltaik & BatteriespeicherInvestition in Solaranlagenlohnen sich
Prof. Dr. Franz Baumgartner
ZHAW University of. Appl. Sciences Zurich, School of Engineering, IEFE; www.zhaw.ch/~bauf
Vortrag 1h am 5.9.2018 in Herisau, CH, INFOANLASS "RENTIERT EINE SOLARANLAGE »
11. März 2011 bulletin.ch 8/2016 bulletin.ch 10/2017
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Inhalt - Themen
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1. Wandel der Energietechnik
2. Was macht die Politik
3. Technik3a Solarzelle3b Wechselrichter und System3c Wärmepumpe3d Batteriespeicher
4. SFr - Wirtschaftlichkeit – Förderung
5. Die Entwicklung geht weiterElektromobilität + Solar + Steuerung
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Hitzrekorde 2018 in der Schweiz
.
https://www.tagblatt.ch/newsticker/schweiz/neuer-hitzerekord-von-36-2-grad-in-sitten-vs-ld.1042935
31.07.2018
35.9°CSitten
35.8°CLeibstatt
1.08.2018
Tropen-nacht
04.08.2018
36.2°CSitten
http://meteonews.ch/de/News/N7327/Neuer-Hitzerekord-f%C3%BCr-2018-in-der-Schweiz---in-Sitten-35_9-Grad%21
Vielerorts haben wir eine Tropennacht erlebt, in der die Temperaturen nie unter 20 Grad fielen.Als Alternative zum in vielen Kantonen verbotenen Feuerwerk werden dann im Verlauf des Nachmittags und Abends einige kräftige Gewitter mit Blitz und Donner, Hagel und Sturmböen geboten.
http://meteonews.ch/de/News/N7328/Nach-Tropennacht-gewittriger-Nationalfeiertag
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Hitzerekord global 2017, 16, 15 ….
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Seit 2001 erlebten wir 17 der wärmsten 18 Jahre seit dem Beginn der Wetteraufzeichnung!Anstieg Meerwasserspiegel um 7.7cm in 2018 relativ zu 1993.Erste Hälfte 2018 viertwärmstes Halbjahr seit Aufzeichnung (NOAA); Global Warming. https://nyti.ms/2Ol1TVF
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Hitzerekord – Schaden Wirtschaft
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Einige Schäden im Hitzesommer 2018
• Deutschland: -20% Ernteertrag Getreide
• Schweden: 1 000 000 000$ Landwirtschaft
• Great Britain: Weizenertrag auf 5 Jahrestief
• El Salvator: Ausfall Getreideernte bei 41°C & 40 Tage kein Regen
• Kalifornien 2017: Trockenheit, Feuerschäden > 12 000 000 000$Energieversorger P&E schuldig; abc7news, Sept 01, 2018
Quelle: Global Warming. https://nyti.ms/2Ol1TVF bzw. https://abc7news.com/
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Hitzetage von über 32°Cin meiner Geburtsstadt und auf der Welt
How Much Hotter Is Your Hometown Than When You Were Born? https://nyti.ms/2LIewIKNew York Times, Aug 2018 data analysis by www.impactlab.org
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Jakarta: 5 Monate 196011 Monate 2089
0 Tage
2 Tage
7 Tage
Projected increase in annual 32-degree days from 1960 to 2089
Madrid: 1 Monat 19603 Monate 2089
+5 Monate
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1. Wandel der
Energietechnik
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Rückschau vor 150 Jahren
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Schaffhausen, Moserdamm mit Transmission Mühlentor von Osten 1869
http://www.schaffhausen-foto-archiv.ch/
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Der natürliche Wandel der Energietechnik
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1850 1900 1950 2000 2050
Mobilität
Wärme
KraftStrom
Holz-Kohle-Guss-Öfen
IWC 19. Jhd.1866 Moserdamm
KANGOO Z.E.
Tesla Truck
Hegauwind
1967 Wasser KWSchaffhausen
Öl-Gas- Kessel PV Boiler oder Wärmepumpe
PV Fam. SeelhoferEKS
Li-Batterie
Solarthermie Öl-Öfen
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Die Ölfördertechnik ist bekannt,die nötigen Investitionen vergleichbar,der Ölpreis macht was er will!
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146 $/br 2008 Juli
77 $/br 2018 Juli
28 $/br 2003 Juli
https://www.tecson.de/oelweltmarkt.html
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Warum gibt es den Wandel?
1. Umfeld: Umwelt, Klima
2. Versorgungssicherheit: Ressourcen sind begrenzt - ÖlDie Sonne ist der zuverlässigste Energielieferant(+/- 5% Schwankung der Jahreslieferung)
3. Energietechnik muss zuverlässig sein
4. Es muss bezahlbar sein (relativ zum Öl und Gaspreis) aber es wird nicht immer die BILLISTE Lösung bevorzugt (Kohlestrom ist nicht Marktführer)
.
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Öl ab 2050 kein Massenprodukt mehrBP Statistical Review of World Energy June 2016
http://www.bp.com/statisticalreview
ÖLLAGER LEER im Jahr
2017 + 51= 2068statisch gleicher Verbrauch
mit +2%/aZunahmeLEERca. 2050
12
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2. Was macht die
Politik
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Visionen des Bundesrates 2013 führt zurEnergiestrategie Schweiz 2050
.14
Stand RE Zubau, Frank Rutschmann, Sektionschef Erneuerbare Energie BFE, 2012-08-17
PV 5%
CH Anteil
1.6GW PV
installiert 2016e
2.5% PV Anteil
ca. 6000 VZ Jobs
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Das Schweizer Volk stimmt füreinen Wandel im Energiesystem
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Abstimmung CH Energiestrategie 2050 am 21. Mai 2017: JA 58%
https://www.admin.ch/gov/de/start/dokumentation/abstimmungen/20170521/Energiegesetz.html
FernsehdDiskussion vom 18.5.2017 Hess versus Baumgartner TeleZüri: TalkTäglich - Umsetzung der Energiewende
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3a. Technik
SOLARZELLE
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Das PrinzipEntdeckung in den USA im Jahr 1954
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0.18mm dicke SiliziumScheibe (Wafer)Abmasse 6 Wafer heute 150mm x 150mm
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DAS PRODUKT
• Komponente Solarmodul
• Markt relevantes System
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1956 + 60 = 2016
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Solarmodule sind nicht auf dem DACH
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Solarfassade STO CIS Solarmodul Technologie www.stoag.ch
Faltbare Solarmodule über dem Klärbecken in Churwww.dhp-technology.ch/
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Erfolgreicher Zubau von Photovoltaik in der Schweiz – aktuell ca. 2% Erzeugungsanteil
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Winterthur, Eulachhalle 384kW
Flumroc: PV Dach: 71kW, PV Fassade: 57 kW, ges. 138kW
Winterthur, Werkhof 78kW Neuendorf, Migros 5200 kW
Tenna, Solarskilift 62kW
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www.greentechmedia.com
1.3% PVshare ofglobal
electricity
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Globale und Schweizer PV Markt
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2017 April, www.greentechmedia.com
Schweiz260 MWin 2016
260 000 MW
T. Hostettler; Juni 2017www.bfe.admin.ch
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Relevante Photovoltaik Module aus industrieller Fertigung seit 25 Jahren
1989 2014Standard kristallinesSilizium
12.8% / 55W/ 25 Jahremonokrist. Silizium, 4``Siemens Solar, DNo.: SM551.30m x0.33m0.43m2
15.9% / 260W / 25 Jahremultikrist. Silizium 6``Trina Solar, ChinaNo: TSM-260, PC05A1.65m x 0.99m1.64m2
(4 x grösser, 5x Leistung)(2017 Standard 300W / 60 cr-Si cells 6)
StandardDünnschicht
5.7% / 30WAmorphes SiliziumArco Solar, USNo.: G40001.28m x 0.41m
13.8% / 170W /25 JahreCIS CuInS2Solar Frontier, JapanNo.:TSM-260, PC05A1.26m x 0.98m
Diese Module sind am ZHAW SoE Dach des IEFE in Winterthur im Einsatz und werden zu Unterrichtszwecken eingesetzt. (TSM-260 ersetzt durch LDK-260)https://www.zhaw.ch/de/engineering/institute-zentren/iefe/news/news/news-single/neues-photovoltaik-outdoor-labor/
F. Baumgartner, 2015 Nov, electrosuisse, 151105 Energien der Zukunft: erneuerbare Energien - Electrosuisse
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Die Weltrekorde von Labor-Solarzellen
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https://www.nrel.gov/pv/assets/images/efficiency-chart.png
Effiziente industriell gefertigte Standard Solarmodule am Markt1990 201712% Steigerung +1% in 5 Jahren 17%
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Industrialisierung vor 100 Jahren in USA
Henry Ford: Industrial Production & Labor Innovations
Ford was dedicated to the production of an efficient and reliable automobile that would be affordable for everyone; the result was the Model T, starting in October 1908.
Practice techniques of mass production revolutionize industry
• use of large production plants
• standardized
• interchangeable parts
• and the moving assembly line
Mass production cut down on the time required to produce an automobile, which allowed costs to stay low. (in 1918 US market share about 50%).
Slide 25 .
y = 26439 x -0.207
Learning Rate
LR=1-2-0.207 = 0.13900
3600
10 100 1000 10000
$ (in
195
8$)
thousand units cumulative shipments
Fords T-Model cost reduction1909
1923
1918
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Der Erfolg der Photovoltaik liegt in der Kostensenkung durch die Massenproduktion
Status Modul ab Fabrik 2016 Multi. MW 0.37US$/Wpbzw. ca. 400 SFr pro kWp
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http://www.itrpv.net
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Industrielle Produktionsanlagen kommenauch aus der Schweiz: Meyer Burger
Pauli, CEO, 2011
block cutting
waferning - wire saw
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2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Sharp0.4GW
Q-Cells0.4GW
Q-Cells0.6GW
First Sol1.1GW
Suntech1.6GW
Suntech2GW
Yingli2.3GW
Yingli3.2GW
Trina3.6 GW
Trina5.5GW
Jinko S6,6 GW$3.1bill
Q-Cells0.2GW
Sharp First Sol0.5GW
Suntech0.7GW
JA Solar First Solar
First So 1.87GW
Trina2.6GW
Yingli3.3GW
Canadian
4.5GW
Trina6.4GW
Kyocera Suntech Suntech Sharp First Sol1.3GW
Yingli1.6GW
Suntech1.7GW?
Canadian
1.9GW
Jinko S3.0GW
Jinko S4.5GW
Canadian
5.1GW
Suntech Kyocera Sharp Q-Cells Yingli1.1GW
Trina1.3GW
Trina1.6GW
Sharp1.9GW
Canadian
2.7GW
JA Solar3.5GW
JA Solar5.0GW
Sanyo First Solar
JA Solar Yingli Trina1GW
Sharp Canadian
1.54GW
Jinko S1.9GW
JA Solar2.4GW
HanwahQ-Cells3.0GW
HanwahQ-Cells4.9GW
Weltmarktführer sind nicht stets stabil !!!Wachstumsrate +100% pro Jahr – problematisch in den Folgejahren!
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3b. Technik
SYSTEM liefert
Solarstrom
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Kostenaufteilung Photovoltaik Kraftwerk
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2017Schweiz
Kosten-anteil
Gesamt10kWin SFr
Solarzelle* (10%) 2 500
Solarmodul** 24% 6 000
Solarinverter 8% 2000
Rest 68% 15 500
Gesamt 100% 25 000
Beispiel 10kW
0.15m x 0.15m
1m x 1.6m
Grobe Richtwerte
Anmerkung: 2008 Modulkosten ca. 5 mal höher
ca. 21 Rp/kWh PV Kosten ohne Förderung
* Fabrik / Asien: http://pvinsights.com/index.php
** Zwischenhandel https://www.photovoltaik-shop.com/
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Eichgut Winterthur – bifi – vertical
Projekt: Klimafond Stadtwerk Winterthur, Solarspar
F. Baumgartner; 2017-07-11; www.zhaw.ch/~bauf
31
S S25°
25°
Morgen
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Eichgut - Tagesproduktion
F. Baumgartner; 2017-07-11; www.zhaw.ch/~bauf
32
14.00
10:0
0
18:0
0
Vorteil:
höherer
Ertrag,
da am
Morgen
kühler
als konv.
Südorient-
ierung
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3c. Technik
Solarstrom liefert
Wärme - Wärmepumpe
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Solarmarkt Schweiz
http://www.swissolar.ch/fileadmin/user_upload/Markterhebung/Marktumfrage_2016_def.pdf
Medium WASSER Medium elektrischer STROM
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Solarstrom verheizen? Wirtschaftlichkeit?ERDÖL PHOTOVOLTAIK HEIZÖLPREIS SCHWEIZ
Nov. 2016 90 Rp pro Liter
z.B. Migrol GREEN LIFE
10kWhth Energie pro Liter
9 Rp / kWh Energieinhalt
Barrelpreis 50$/156l
3 $ cents / kWhth
MODULPREIS SCHWEIZ
2016 60 Rp pro Watt
1000Whel pro Jahr
30kWh – Betriebsdauer 30a
2 Rp / kWh Energieinhalt
Weltmarktpreis 40$c / WpArabien 1.6kWh/a @ 30a0.8$cents / kWhel
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Elektrischer PV Strom betreibt die Wärmepumpe
12kW, CH
Heatpump
JAZ 3
Ambient heat
10 kWh
grid
Solar power
5 kWh
electricity
5 kWh
Heat
15kWh
130m2
30kWh/m2
1300kWh_el
8m2 PV eff 17%
Siehe Tagung 3. Nov 2016 Electrosuisse ETG, Dietikon
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Schweizer Solarpreis 2016: PV 556kW + WP (Warmwasser+Heizung)Mehrfamilienhaus Zürich, Letzenholzstr.
37https://www.solaragentur.ch/solarpreis/schweizer-solarpreis
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3d. Technik
Batteriespeicher
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VISON
ZENTRAL DEZENTRAL
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2012-Solar Home Storage Systems on the market and pricing 2012
F. Baumgartner, P. Korba et.al. EUPVSEC 2012
Commercial PV Battery + Power ElectronicsNominal Capacity C nom [kWh] 13.8Price rel. per kWh nom 833€ Used Capacity C used [kWh] 6.9lifetime full cycles @ DOD 50% 1350lifetime stored capacity [kWh] 18630cost of stored kWh 0.62€ financing costs factor (5% interst rate, 5a) 1.2total storage costs per kWh 0.74€ http://www.mare- solar.com/shop/eigenverbrauch- speichersysteme- solarworld- sun- pac- c- 66_532_607.html
An example of a marketing document:
To increase self consumption from 38% to 50% of consumption +22%
investment of typ. 11 500€
per 6.5kW PV STC is needed(doubling investment costs)
total 2700 full cycles / 270 cycles @10aSlide 40
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Nur 6% des Wochenstroms kommt vom Netz
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Beispiel Aug 2014 - sonniger Tag 30kWh Li-Speicher, 15kWp PV
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Messresultate an PV Batterien
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Batterie mitSolarstrom
Laden
Solarstromdirekt ins Netz
Batterieversorgt Haus
Leistung der Batterie reicht nachts nicht
Lade-standBatterie
Solar-produktion
Verbrauch
Messung wurde 2017 im ZHAW IEFE Lab ausgeführt
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100 000 Solarstromspeicher in Deutschland im BetriebJede zweite Photovoltaikanlage mit Batteriespeicher
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2018 erstes Halbjahr, +50% PV Marktwachstum vgl. 2017
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PV + Hausbatterie
hohe Autonomie im
Apr, Mai, Jun, Jul, Aug, Sep
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Marketing der Tesla Powerwall
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2020 TESAL’s full capacity to be reached5 billion $ FAB
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Web visited Juni 2016 - https://www.teslamotors.com/gigafactory
Tesla broke ground on the Gigafactory in June 2014 outside Sparks, Nevada, and we expect to begin cell production in 2017. By 2020, the Gigafactory will reach full capacity and produce more lithium ion batteries annually than were produced worldwide in 2013. 35 more than 35 GWh of battery cells and 50 GWh of battery packs, but CTO JB Straubel, 2015
PAN
ASO
NIC
Feb 2016http://electrek.co/2016/02/24/
2017 Aug; https://www.teslarati.com
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Grösste EV Batterie Produzenten 2015TOP TEN 11.4 GWh /a
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FAZ 2016-11-17
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Batteriefertigung in Europa?
• CATL bis 2022 rund 240 Millionen Euro in den Standort Erfurt investieren
• Die Produktionsstätte wird auf eine Kapazität von 14 GWh pro Jahr ausgelegt sein und der Region 600 neue Arbeitsplätze verschaffen
• BMW hat eine Auftragslinie von etwa 1 Mrd bei CATL plaziert
• Weitere Batteriekunden aus Deutschland, VW und Daimler
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Kostenreduktion Li-Ion Battery Packsvgl. Ref. F. Baumgartner, EUPVSEC 2016, June, Munich
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100
200
400
0.01 0.1 1 10 100 1000 10000
$/kW
h
GWh cum.
2007
2017
2015300$/kWh1.2Mio EV
[1] B. Nykvist, M. Nilsson; «Rapidly Falling costs of battery packs for electric vehicles»,Stockholm Environment Institute & KTH Royal Institute of Technology, Stockholm; Nature Climate Change; 9th Feb 2015[2] N. Pearsall, F. Baumgartner, PV Performance, Wiley, Nov 2016, ISBN 978-1-78242-336-2
LR=0.06 [1]EVs batterymarket leaders
LR = 0.10
LR = 0.15EPRI US, 2015W. Hofmann, 2015
2020 cum5Mio EV
2025 cum30 Mio EVs
70 000 German PV home batteries 5kWh
0.35GWh
China 2025; 3 Mio Evs; each 50kWh = 150GWh/a
2018Tesla Gigaf
500 Fr/kWh Invest.250 Jahreszyklen
20 Rp/kWh
3 Mio Evs sales 202173$/kWh in 2040
Bloomberg, July 207
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Fronius Symo Hybrid PV+Storageist gleichzeitig Photovoltaik- und Batteriewechselrichter, 3phasig für, 3, 4 bis 5kW
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http://www.fronius.com/cps/rde/xchg/fronius_international/hs.xsl/83_20054_ENG_HTML.htm?inc=108602.htm#.VexktEa6ThE
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Grobe Kostenabschätzung relevante Parameter
• Investitionskosten pro kWh Nennkapazität1000 Fr
• Von Batterie pro kWh Nennkapazitätbei 250 Jahres Vollzylengelieferter kWh pro Jahr 250kWh
• geliefert über 10 Jahre 2500kWh
• Kostenanteil ohne Zins, Betrieb1000Fr/2500kWh = 0.4Fr/kWh
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Grösse und Kosten der Li- SolarbatterieF. Baumgartner, Okt 2017; http://www.bulletin.ch/de/news-detail/sonnenstrom-speichern.html
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F. Baumgartner, bulletin.ch 10 / 2017; Sonnenstrom speichern;
2020
Ergänzung: Herstellung 1kWh Li-Batteriekapazität verursacht 100 kgCO2-eq. Emissionen (od. 40gCO2/kWh bei 2500 Zyklen)Ref. Han Hao et. al. ; Sustainability 2017, 9, 504; www.mdpi.com/journal/sustainability Vergleiche auch andere Simulation:
https://pvspeicher.htw-berlin.de/unabhaengigkeitsrechner/
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Webrechner zur Analyse der Unabhängigkeithttps://pvspeicher.htw-berlin.de/unabhaengigkeitsrechner/
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4. Technik
Wirtschaftlichkeit
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Photovoltaik Preise in Liechtenstein sind seit 2010 auf ein Viertel gesunken
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Präsentation bei der Solargenossenschaft in Vaduz, 01.04.2017; Energiefachstelle, Jürg SennPV Status in FL 2017 ca. 20 (12)MWp; geplante PV Ausbauleistung 2.5MW in 2018
--70%
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Kosten Photovoltaikstrom Beispiel
16 Rp/kWh, 30 Jahre, Zins 2%, Betriebsk. 2%
57
Gesamtkosten PV Anlage 2.5SFr*5000= 12500 SFrJahresproduktion Pn * 1000h = 5000 kWhProduktion Lebendsdauer 25 Jahre 1.3E+05 kWhInvestionskosten/Produktion 0.100 SFrinklusive Finanzierungs 2%, Betriebskosten 2% 0.18 SFrFaktor für Finanzierung +OuM 1.78
Vergleiche KEV Tarife und kWp Kosten; Bund EnV mit Änderung Okt 2013; Anhang 1.2; (Art. 3a, 3b, 3d, 3g, 3h und 22 Abs. 2)
siehe auch http://www.swissolar.ch/fileadmin/user_upload/Swissolar/Unsere_Dossiers/KEV-Tarife_de.pdf
Investitionskosten laut Umfrage 2013-Fotovoltaikstudie Auflage 4, Michael Ziegler: 5kW mit 2664Fr/kW und für 100kW mit 1836Fr/kW Netto
PV Kraftwerk mit 5kW Nennleistung
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
• Photovoltaikanlagen im EinspeisevergütungssystemVerordnung AS 2016 4617, Anhang 1.2, ( Art. 16, 17, 21, 22 und 23) - erstellt Jan 2017
https://www.admin.ch/ch/d/gg/pc/documents/2833/6_EnFV_de.pdf
•
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Förderung aus Bern: 1. KEV
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Einmalvergütung für PhotovoltaikanlagenVerordnung AS 2016 4617, Anhang 2.1, (Art. 39, 41, 44 und 46–49)- erstellt Jan 2017https://www.admin.ch/ch/d/gg/pc/documents/2833/6_EnFV_de.pdf
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Förderung aus Bern: 2. EV
Beispiel: 10kW (integrieter Solarfläche ca. 70m2) Bau Feb 2017 : Subv. EV mit 1600+5200=6800 Fr
nicht ins Dach integrierte PV Module 5900 Fr
ca. 100 Frpro QuadratmeteroderBern zahltdie Solarmodule!!
Antrag sofort – finanzielle Zusicherung in ca. 6 Jahren (EV bis 2030)https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/experts/topics/renewable_energies/remuneration_re/eiv/compensation.html
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Lokal Unterschied bei der Vergütung des rückgespeisten Solarstroms
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http://www.vese.ch/karte/
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Lokal grosse Unterschied bei der Vergütung des rückgespeisten PV-Stroms – Mittel 9 Rp
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http://www.vese.ch/karte/
30 grössten Ews versorgen ca. 2/3 der Schweizer Bevölkerung
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Finanzierungsmodellgrobe Richtwerte
Anteil am der PV GesamtinvestitionBeispiel 10kW PV Anlagemit 25 000 Fr
Anteil
EV Einmalvergütung vom BundBFE bzw. https://www.swissgrid.ch/
1/4
Eigenverbrauch im Moment erspart den Kaufvon Netzstrom im Umfang ca. 2000kWh jährlich zu je 0.20Fr bzw. 12 000 Fr in 30 Jahren
2/4
Zusätzlicher Eigenverbrauch durch Wärme-pumpe für 2/3 Warmwasser – ca. 1000kWh/a
1/4
Erträge aus der Rücklieferung des Stroms ins öffentliche Stromnetz (ca. 3 Rp/kWh) / 30 Jahre
1/4
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Die Betriebskosten und Ersatz z.B. Wechselrichter nach 13 Jahren belaufen sich auf ca. 1/3 der InvestitionVergleiche auch andere Simulation:
https://pvspeicher.htw-berlin.de/unabhaengigkeitsrechner/
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Investitionskosten zur SteigerungEigenverbrauch – z.B. Li-Batterie
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T. Baumann, F. Baumgartner, 2017 – Studie für Solarspar.chhttps://www.solarspar.ch/fileadmin/user_upload/PDF/Forschung/20170106_Home_Batteriespeicher_solarspar.pdf Vergleiche auch andere Simulation:
https://pvspeicher.htw-berlin.de/unabhaengigkeitsrechner/
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Blick in die Glaskugel - Kostenprognose
10.4 8.2
35
157
20.8
0
5
10
8.38
20
12
7.2
0
10
20
30
40
50
60
2015 CH H4Stromkosten
2014 CH H4Kanton ZH
2015 PV +Batterie
2025 PV +Batterie
2035 PV +Batterie off-grid
Rp/
kWh
H4
Hau
shal
tsku
nde Energie
AbgabenNetz
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PV Erzeugung-5%/a CAGR
Abgaben Netzoder
Winternotstrom
Batterie-8%/a CAGR
F. Baumgartner, ZHAW, 2016-11-01, eigene Analyse
BRD 2015CH 2017 H420.4Rp/kWh910Fr / a
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Weiterbildung in Winterthur ab 6. Okt 2017
• Photovoltaik und Batteriespeicher
• Netze – Smart Grid
• Bewirtschaftungskonzepte
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https://weiterbildung.zhaw.ch/
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5. Trends
Solar-Elektromobilität
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Woher stammte der Ladestrom vor 25 Jahren CO2 Emission des E-Autos
12th European Photovoltaic Solar Energy Conference; Amsterdam 11-15 April
1994
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Beispiel: Solares Einfamilienhaus mitSolarem-Haushaltsstrom, -Heizung und -Elektroauto
Eckdaten vom Eigentümer:
1985 Baujahr, Einfamilienhaus, Heizung monovalente Erdwärmesonden, s. -Studie auf der BFE-homepage
2008 Wärmepumpe mit Scroll-Kompressor
2012 Warmwasser über Wärmepumpe und Erdwärmesonden
2014 PV-Solaranlage 16,4 kWp, s. att.
2015 vollelektr. E-Car (mit eigener "Tankstelle")
Verbrauch Heizung, WW, Haushalt 7000kWh Strom
Erzeugung PV Plan 17.000kWh jährlich (seit 19.05. aktuell 11.500 kWh)
= 243%-PEB-EFH
Untersiggenthal/AG
www.staerk-erdwaerme.chSlide 68
.
Solar Wärme WW/HMuKEn 150m2
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Wo liegt die Zukunft der Energietechnologien?
1. In der industriellen Massenproduktion der erneuerb. Komponenten - beschleunigt durch temporäre Marktanreizprogramme
2. In der Steigerung der lokalen Erzeugung und der Maximierung des Verbrauchs vor Ort- ermöglicht durch Sektorkopplung (Strom in Wärme)- Tagespeicherung des Stroms in Batterien im Gebäude- Nutzung der Elektro-Autobatterie als Notstromquelle o. Puffer- Saisonaler Speicher mittels Methanol od. erneuerbarem CH4 über Verstromung mittels Brennstoffzelle od. Generator
3. In professionalere Planung, Installation und Betrieb/Service
4. Schlüsselkomponenten und Hardware Technologien sind+++ Solarzellen, Wind KW, Lithium Batterien, Brennstoffzelle+ digital Vernetzung könnte überschätzt werden / Smart Grid
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USA PV MW Kraftwerk in Mojave Desert
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Schmelzender Gletscher in Patagonien Uppsala Gletscher in Argentinien – 0.7km jährlich
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Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf72
60kWp, AXA Winterthur 650kW, Lonza AG, Waldshut 50kW – LE / dhp
90kW, Solar Wings60kW, Solar Wings, Tenna10kW, EKZ60kW, Werkhof, WintiSolarspar, Klimafond
Danke für ihre AufmerksamkeitPV Team IEFE ZHAW Dozenten Dr. Hartmut Nussbaumer und Prof. Dr. Franz Baumgartner
PV plants built in collaboration w. IEFE www.zhaw.ch/~bauf
Franz Baumgartner, 2018-09-05; www.zhaw.ch/~bauf
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
• Seit 1988 in der Forschung u Entwicklung Photovoltaik an Hochschulen in Deutschland und der Schweiz
Mandate / Beratungsgremien
• Bundesamt für Energie Direktorium, Bern
• Energiekommission Liechtenstein, Frauenfeld, Feldk.
• Forschungs- Förderung Fond, Wien
• Wiss. Beirat, Smart Grid Solar Bayern
• Swissolar Arbeitsgruppen, Bern
• Erneuerbare Energie der ETG der Electro Suisse
• Scientific Committee European Photovoltaic Conf.73
Meine Energie-AktivitätenDokumentation siehe zum Downlaod https://home.zhaw.ch/~bauf/
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Möglicher Schweizer EE Stromproduktion
74
0
2
4
6
8
10
12
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
TWh
Jahr
espr
oduk
tion
KleinwasserBiomassePV [GW]
jährlicher PV –Zubau 500 MW
ca. 60 W_PV/a pro Kopf
Investment < 1Mrd CHF/a
1GW PV erzeugt ca. 1TWh
20% PV Ziel 2050
Energiestrategie
10% Stromverbrauch
PV für priv.
Warmwasser
mit WP
Batterien
E-Mobile ?
E-mobil PV
Tankstellen
50% derEV
7.2% PV / 20179% PV / 2017
2%
3.1% 2.7% PV / 2017