Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober...
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SolartechnikVortrag
Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.
Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012
http://www.hanebutt-solar.de/
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Sonnenenergie und Energiegewinnung Photovoltaikanlage und Solaranlage für das Einfamilienhaus Investition und Rendite Leipziger Börse, Energiepolitik Solare Großanlagen, Solarkraftwerke
Übersicht
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Sonnenenergie
Strom
Photovoltaikanlage
Wärme
Solaranlage
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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 %
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(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
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- 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
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- 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
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(1) Sonnenkollektor (2) Warmwasserspeicher(3) Wärmetauscher(4) Regelung und Steuerung (5) Ausgleichsbehälter (6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer)(7) Dusche, Badewanne, Waschbecken
solaranlagen-portal.com
Solaranlage
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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
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Der Solarkreislauf enthält die Komponenten (2) Wärmespeicher(3) Wärmetauscher(4) Regelung und Steuerung (5) Ausgleichsbehälter (6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer)
(vgl. Späte/Ladener Solaranlagen 2007)
Solaranlage
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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.
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(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
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(6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer)- wenn die Sonne weniger scheint
(7) Dusche, Badewanne, Waschbecken
Solaranlage
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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)
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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)
![Page 16: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/16.jpg)
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)
![Page 17: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/17.jpg)
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
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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)
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Solaratlas www.hannover-gis.de/GIS/index.jsp
Solartechnik in Vinnhorst
![Page 20: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/20.jpg)
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
![Page 21: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/21.jpg)
Quelle: Fleige, Erneuerbare Energien 2012
BürgerUnternehmen
![Page 22: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/22.jpg)
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
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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
![Page 24: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/24.jpg)
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
![Page 25: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/25.jpg)
Besonders schöne Beispiele für Dächer
Schweiz
Deutschland
Japan
![Page 26: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/26.jpg)
Deutscher Dachgärtner Verband
Landratsamt Tübingen
![Page 27: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/27.jpg)
Baumarkt, St. Moritz (Schweiz)
Deutscher Dachgärtner Verband
![Page 28: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/28.jpg)
www.pvdatabase.org/urban_view_detailsmore.php?ID=33
Wohnsiedlung Yoshikawa/Saitama (Japan)
![Page 29: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/29.jpg)
Solarkraftwerkeaus höchsten Temperaturen wird elektrischer Strom erzeugt
Parabolrinnenkraftwerke
Solarturmkraftwerke
Paraboloidkraftwerke
![Page 30: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/30.jpg)
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
![Page 31: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/31.jpg)
Solarturmkraftwerk Jülich
solare „Brennkammer“ auf einem Turm 400 private Haushalte
Solarturm mit Absorber Sonnenlicht
Heliostaten
www.dlr.de Institut für Solarforschung
Solarturmkraftwerk
![Page 32: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/32.jpg)
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
![Page 33: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/33.jpg)
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
![Page 34: Vortrag Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062521/55204d7149795902118c3065/html5/thumbnails/34.jpg)
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit
Vortrag Solartechnik, 08.10.2012, Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.