Solartechnik

1. Solartechnik Vortrag Kulturgemeinschaft Vinnhorst e.V. 8. Oktober 2012 Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. http://www.hanebutt-solar.de/

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

4. Stromerzeugung in Deutschland 2011 (davon Photovoltaik 3%, außerordentlich starker Zuwachs) 20% 25 % (z.B. Erdöl, Hausmüll) 5 % 18 % 19 % 14 % Stromerzeugung in Deutschland 2011 (Eigene Darstellung)(Quelle: bdew)

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

6. Photovoltaikanlage • 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

7. Gleichstromhauptschalter / Solarmodule Photovoltaikanlage Einspeisezähler Hausanschlusskasten Anschluss zum öffentlichen Netz Wechselrichter • 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

8. Solaranlage (1) Sonnenkollektor (2) Warmwasserspeicher(3) Wärmetauscher(4) Regelung und Steuerung (5) Ausgleichsbehälter (6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer)(7) Dusche, Badewanne, Waschbecken solaranlagen-portal.com

9. 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.)

10. Solaranlage Der Solarkreislauf enthält die Komponenten (2) Wärmespeicher (3) Wärmetauscher (4) Regelung und Steuerung (5) Ausgleichsbehälter (6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer) (vgl. Späte/Ladener Solaranlagen 2007)

11. 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.

12. Solaranlage • (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

13. Solaranlage • (6) Zusatzheizung (Rücklauferhitzer) • wenn die Sonne weniger scheint • (7) Dusche, Badewanne, Waschbecken

14. 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)

15. 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)

16. 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 Jahrewahrscheinlich 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)

17. Investitionskosten Photovoltaikanlage 5 10 15 20 -85 Jahre +550 € • Investition 8.500 Euro • Betriebskosten 85 Euro pro Jahr • Leistung 2.250 kWh pro Jahr • EEG Vergütung 24,43 Cent pro Kilowattstunde. • Für die folgenden 20 Jahre garantiert • Multipliziert mit der Einspeisevergütung (Jahr 2012) 24,43 ct/kWh * 2.250 kWh = 549,675 Euro/Jahr. • Rendite rund 8 % • Investition 8.500 Euro • Betriebskosten 85 Euro pro Jahr • Leistung 2.250 kWh pro Jahr • EEG Vergütung 24,43 Cent pro Kilowattstunde. • Für die folgenden 20 Jahre garantiert • Multipliziert mit der Einspeisevergütung (Jahr 2012) • 24,43 ct/kWh * 2.250 kWh = 549,675 Euro/Jahr. • Rendite rund 8 % 5 10 15 20 -85 €

18. 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: • 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.pdfS. 128)

19. Solartechnik in Vinnhorst Solaratlas www.hannover-gis.de/GIS/index.jsp

20. Preisbildung an der EEX in Leipzig European Energy Exchange • 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 www.eex.com, Fleige, Erneuerbare Energien 2012

21. Unternehmen Bürger Quelle: Fleige, Erneuerbare Energien 2012

22. Solare Großanlagen Solaranlage Wittgensdorf/Sachsen 20.000 Quadratmeter großen Fläche, rund 5.500 Solarmodule 400 bis 600 Haushalte mit Strom versorgen Kosten-Nutzen-Verhältnis erheblich günstiger Elicon GmbH, www.sachsen-fernsehen.de

23. Fonds für Erneuerbare Energien • 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

24. 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

25. Besonders schöne Beispiele für Dächer Deutschland Schweiz Japan

26. Landratsamt Tübingen Deutscher Dachgärtner Verband

27. Baumarkt, St. Moritz (Schweiz) Deutscher Dachgärtner Verband

28. Wohnsiedlung Yoshikawa/Saitama (Japan) www.pvdatabase.org/urban_view_detailsmore.php?ID=33

29. Solarkraftwerke aus höchsten Temperaturen wird elektrischer Strom erzeugt Paraboloidkraftwerke Solarturmkraftwerke Parabolrinnenkraftwerke

30. Paraboloidkraftwerk 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

31. Solarturmkraftwerk Solarturmkraftwerk Jülich solare „Brennkammer“ auf einem Turm 400 private Haushalte Sonnenlicht Solarturm mit Absorber Heliostaten www.dlr.de Institut für Solarforschung

32. Parabolrinnenkraftwerk Parabolrinnenkraftwerk in Kanchanaburi/Thailand gewölbte Spiegel bündeln das Sonnenlicht auf ein in der Brennlinie verlaufendes Absorberrohr 5 MW elektrische Leistung (zum Vergleich: 3 kW bei Einfamilienhaus) www.dlr.de Institut für Solarforschung

33. Desertec - in Wüstengegenden erneuerbare Energien erzeugen - ab 2020 mittels Hochspannungsleitungen nach Europa - bis 2050 etwa 15 % des Strombedarfes decken allein die rote Fläche deckt den Elektrizitätsbedarf der ganzen Welt www.desertec.org/de/organisation/

34. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Vortrag Solartechnik, 08.10.2012, Gerhard Fleige, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.