Specialised paper

Photovoltaik für ein Einfamilienhaus

1.509 Words / ~9 pages
<
>
swopdoc logo
Download
a) trade for free
b) buy for 5.81 $
Document category

Specialised paper
Energy Management / Energy Business

University, School

BMS Zürich

Author / Copyright
Text by Rupert G. ©
Format: PDF
Size: 0.50 Mb
Without copy protection
Rating [details]

Rating 5.0 of 5.0 (1)
Live Chat
Chat Room
Networking:
0/0|0[0.0]|0/1







More documents
Gliederung: 1. Was ist Photovoltaik? 1.1 Vorteile der Photovoltaik 1.2. Nachteile der Photovoltaik 2. Geschichte der Photovoltaik 3. Funktionsweise und Aufbau einer Solarzelle 4. Anwendungen von Photovoltaik 4.1 Solarbekleidung 4.2 Solarflugzeuge 5. Der Solarpark Leipziger Land - Photovoltaikanl­age tritt an Stelle des Kohleabbaus 6. Eigene Meinung 1. Was ist Photovoltaik - beschreibt Umwandelung Sonnenenergie - elektrische Energie - mit Hilfe v. Solarzellen - Photovoltaik (2 Worte) - „photo“- Licht - „voltaik“ abgeleitet…
13 Universität Erfurt Erziehungswisse­nsc­haftlich­e Fakultät Technik Prof. Dr. Waldemar Bauer Strukturelement­e der Allgemeinen Technologie BA Tec 2007 TEC250#02 Strukturelement­e der Allgemeinen Technologie Belegarbeit zur Photovoltaik Verfasser: (31917) eingereicht am: 05.09.2013 Semester: SS 2013 Ort: Erfurt Inhaltsverzeich­nis Einleitung In photovoltaische­n Zellen oder Solarzellen wird solare Strahlungsenerg­ie direkt in elektrische Energie umgewandelt. Dies ist besonders umweltfreundlic­h und ohne großen…

IDPA Horgen 2016

Zum Thema Photovoltaik


HDHFM14a

BZZ Horgen

November 2016


Inhaltsverzeichnis



Einleitung

In der vorliegenden Arbeit befasse ich mit dem Thema Photovoltaik. Denn besonders nach Fukushima und der Frage nach dem Atomausstieg sind in den letzten Jahren erneuerbare Energien immer mehr zum Thema geworden. Eine wichtige Alternative ist die Solarenergie. Die Photovoltaik (PV) ist eine wichtige Technologie für die nachhaltige Energieversorgung der Zukunft. „Das Potenzial von Solarstrom ist beträchtlich: bis zum Jahr 2050 könnten rund 20 Prozent des derzeitigen Strombedarfs durch Photovoltaik erzeugt werden.“ (1)

Auch meiner eigenen Meinung nach ist das Potenzial enorm, wenn ich mir vorstelle, dass auf vielen Hausdächern PV-Anlagen angebracht werden könnten, um so den Stromverbrauch zu decken. Doch lohnt sich das auch? Ich behaupte: Mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach eines durch-schnittlichen Einfamilienhauses könnte der gesamte Stromverbrauch, ohne Warmwasser-aufbereitung und Heizung, des entsprechenden Haushalts gedeckt werden, ohne dasshöhere Stromkosten anfallen.

Mit dieser Arbeit will ich herauszufinden, ob meine Aussage zutrifft oder nicht. Denn ich finde wir sollten uns alle Gedanken über die Umwelt und unsere Zukunft machen. Veränderungen geschehen nicht von heute auf morgen. Klar braucht es Zeit und Geld, doch in dieser Hinsicht sind wir viel zu konservativ.

Ich frage mich, warum nicht schon längst auf allen Hausdächern (oder zumindest vermehrt) Solarenergie genutzt wird. Meiner Meinung nach ist Solarenergie eine einfache und effiziente Alternative zum Atomstrom. Es müssen keine grossen Anlagen wie bei Wasserkraft oder Windenergie gebaut werden und abgesehen von der Produktion der Solarmodule, entstehen auch kaum umweltbelastende CO2 Emissionen.

Abbildung 1: Eine bestehende Anlage in Pfäffikon ZH neben einem Dach mit grossem Ungenutztem Potenzial

1.1 Vorgaben

Zuerst will ich die Grundlagen definieren. Wie gesagt im Zentrum steht die Frage, ob der durchschnittliche Energieverbrauch eines Einfamilienhauses mit Solarenergie gedeckt werden kann. Doch wie gross ist der? Und wie viel Leistung erzeugt eine PV-Anlage?


Um all diese Fragen zu klären habe ich mich mit meinem Bruder unterhalten, der Gebäudetechnik planer ist. Er arbeitet in einem Unternehmen, das auch für Photovoltaik zuständig ist. Wie auch viele andere Firmen, verwenden sie vor der Anlage-dimensionierung, um erste Berechnungen anzustellen, ein Online-Tool.

Download Photovoltaik für ein Einfamilienhaus
Click on download to get complete and readable text
• This is a free of charge document sharing network
Upload a document and get this one for free
• No registration necessary, gratis

Diese Vorberechnungen sind enorm wichtig denn es spielen sehr viele verschiedene Faktoren zusammen. Die Ausrichtung und Neigungswinkel der Solarkollektoren, die Sonneneinstrahlung etc.

Der Ertrag einer PV-Anlage ist auch von der Lage abhängig (So ist er in Zürich zum Beispiel anders als in Locarno) Deshalb ist es wichtig die Berechnungen durch eine computergestützte Simulation zu ermitteln. Aus diesem Grund nehme ich mir die Solar-Toolbox der Solar Campus GMBH zur Hilfe.

Für die Folgenden Berechnungen gehe ich von einem Einfamilienhaus in Pfäffikon ZH, einem Haushalt mit vier Personen ausgegangen. Berücksichtigt wird der durchschnittliche Stromverbrauch, ohne elektrisch Warmwasser, Gaskocher und Heizung. Die Sonnenkollektoren sind Flachkollektoren mit einer Fläche von 2m², Neigungswinkel und Ausrichtung optimal (35°, 0° Süd)

Hauptteil

2.1 Anwendung

Für PV-Anlagen gibt es zwei Anwendungsmöglichkeiten: Die sogenannten Netzverbundanlagen und Inselanlagen. Bei Netzverbundanlagen wird tagsüber Strom produziert, primär um den Eigenverbrauch zu decken. Der ganze Rest wird dann ins Netz eingespeist, wofür man eine Einspeisevergütung bekommt.

In der Nacht oder in Wintermonaten, wenn wenig oder gar kein Strom produziert werden kann, wird dann Strom dazugekauft.

Bei der Inselanlage hingegen funktioniert die ganze Anlage, wie der Name schon sagt, vollkommen ohne Netzanschluss. Die gewonnene Energie wird in Elektrizitätsspeichern (Batterien) gespeichert. Diese Variante wird oft bei Ferienhäusern oder Alphütten verwendet. (3)

Strom aus erneuerbarer Energie.


2.2 Berechnungen Energie-Verbrauch und Ertrag

Die Folgende Tabelle zeigt die Grundlegenden Werte auf, die zur weiteren Berechnungen nötig sind.

Anzahl Personen

4 Personen

Täglicher Strombedarf

12 kWh

Gesamtstromverbrauch

4'416 kWh pro Jahr

Dachneigung

35°

Dachausrichtung

0° Süd

Solarmodul

PV-Modul, kristallin (19%)

Modulfläche

Nennleistung

2m²

5.3 kWp

Solarertrag bzgl. Modulfläche

178.9 kWh / m²

Erzeugter Strom

357.8 kWh / Jahr

Quelle für alle Werte: (2)


Mit diesen Angaben lässt sich nun der Solarstrom-Ertrag gut berechnen. In der folgenden Grafik habe ich den Ertrag pro Solarmodul-Fläche im Vergleich zum Gesamtstromverbrauch eines 4-Personen-Haushalts dargestellt. So kann man gut erkennen ab, wann der Stromverbrauch gedeckt wird (Schnittpunkt der hier blauen mit der roten Achse)

Mit 14 Solarmodulen, also 28m², hätte man einem Ertrag von 5'011 kWh pro Jahr. Somit wäre der Gesamtstromverbrauch (4'416 kWh) zu 117.4% gedeckt. Mit 12 Modulen (4m²) nur zu 97,2%.




Er ist Mitinhaber der Firma Krebs AG. Ein kleines Familienunternehmen in Pfäffikon, welches früher meinem Grossvater gehörte. Dank seinen Antworten und seiner Beispiel-Offerte konnte ich also klar herausfinden wie viel so eine Anlage kosten würde.

Die Preise für die Photovoltaik-Anlage setzt sich zusammen aus den Photovoltaikmodulen selber, der Wechselrichter (Er wandelt den gewonnenen Gleichstrom in einspeisbaren Wechselstrom um) und der Montage der Anlage. Natürlich gibt es grosse Preisdifferenzen zwischen einzelnen Anbietern.

Die Gesamtkosten (Basierend aus der Offerte O-2016.258, siehe Anlage) belaufen sich auf 37'280.00 CHF(4)

2.4 Berücksichtigung der Einspeisevergütung

Wie unter 2.1 bereits erwähnt, gibt es für den nicht selbst gebrauchten erzeugten Solarstrom, eine Einspeisevergütung. Der Bund hat die sogenannte kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) eingeführt, um PV-Anlagen zu fördern.

Für kleinere Anlagen (wie in meinem Beispiel) gibt es eine Einmalvergütung (EIV). Diese ist im Förderreglement der Gemeinde Pfäffikon wie folgt geregelt:

4. Anforderungsbedingungen

  • Das jährliche Gesamtbudget zur Förderung von Solar- und Fotovoltaikanlagen beträgt maximal Fr. 100'000.00.

  • Der Beitrag pro Anlage ist auf Fr. 10'000.00 begrenzt. In Ausnahmefällen können vom Gemeinderat für Grossanlagen höhere Beiträge bewilligt werden.

  • Für Fotovoltaikanlagen werden pauschal Fr. 500.00 plus Fr. 500.00 pro kWp Spitzenleistung, wobei eine Anlage mindestens 1 kWp Spitzenleistung gross sein muss, ausbezahlt. Bei Aufnahme in die KEV während den ersten fünf Betriebsjahren muss das Fördergeld zur Hälfte zurückerstattet werden. (5)



Die Strompreise, die ebenfalls von der Gemeinde Pfäffikon geregelt sind, lauten wie folgt:

  • Grundpreis: Für Wohnungen, …Einfamilienhäuser und Kleingewerbe 8.00 CHF/Mt. (5)

  • Arbeitspreise: Hochtarif (HT) 8.55 Rp./kWh, Niedertarif (NT) 4.05 Rp./kWh (5)

  • Verbrauchspreise: Hochtarif (HT) 5.70 Rp./kWh, Niedertarif (NT) 3.70 Rp./kWh (5)

Die Vergütungspreise:

  • Hochtarif: 8.7 Rp./kWh

  • Niedertarif:3.55 Rp./kWh

Für die nachfolgenden Berechnungen gehe ich davon aus, dass gleich viel Strom zum Hochtarif wie zum Niedertarif bezogen und eingespeist wird. Dies hängt natürlich stark vom Verhalten des Verbrauchers ab.

2.5 Schlussrechnung

Anlagekosten (gemäss Offerte) 37'280.00

Gesamtanlagekosten 34'130.00

Jährliche Vergütung (5‘011*0.087) 435.9

Gesamtsromkosten ohne PV (8*12) + (2‘208*0.057) + (2‘208*0.037)
+ (2‘208*0.085) + (2‘208*0.04) 579.60

(34'130.00 / 885.2) 38.55


Die Photovoltaikanlage wäre also nach 39 Jahren kostendeckend amortisiert.


Schlussteil

3.1 Schlusswort

Zusammenfassend können wir also feststellen, dass es durchaus möglich wäre den durchschnittlichen Stromverbrauch eines Einfamilienhauses zu decken. Auch die Anschaffungskosten sind nach 39 Jahren gedeckt. Es ist jedoch eine längerfristige Anlage.

Ich sehe aber ein Problem: Im Gespräch mit Thomas Krebs habe ich herausgefunden, dass die Anlagen durchaus über 30 Jahre halten. Der Wechselrichter müsste aber wahrscheinlich ersetz werden. Auch Schäden wie zum Beispiel Naturgewalten, Unwetter, vielleicht mit Blitzschlag könnten auftreten.


Es sind sehr viele Faktoren die sich auf das Endergebnis auswirken. Neben dem Verhalten des Verbrauchers, eventuellen zusätzlichen Aufwendungen kommt es auch noch dazu, dass die Preise sich laufend ändern. So waren früher die Vergütungen zum Beispiel auch noch höher.

Ich schliesse daraus, vor allem für die Zukunft mit der neuen Energiestrategie des Bundes, das es durchaus machbar ist auf erneuerbare Energien umzusteigen. Es sollte aber auch stärker darauf geachtet werden, allgemein weniger Strom zu verbrauchen und auch an Alternativen wie man noch mehr Strom selbst nutzen kann.

Zum Beispiel habe ich bei der Arbeit selbst gemerkt, dass da so viele Faktoren (auch solche die man selber beeinflussen kann) mitwirken. Ich denke, wenn ich zum Beispiel meine Wäsche tagsüber mache, wo ich viel Strom produziere, und den Stromverbrauch in der Nacht möglichst reduziere, kann ich die Ergebnisse noch verbessern.


4.1 Allgemeine Quellen

  1. Diese Zahlen und Aussagen stammen von der Webseite des Bundesamtes für Energie (BFE) (05.11.2016)

  2. Diese Zahlen und Werte stammen von der Webseite (05.11.2016)

4.2 Literatur

  1. Photovoltaik – Solarstrom vom Dach, Thomas Seltmann (Dritte Auflage)

4.3 Interview

  1. Resultierend aus meinem Interview mit Thomas Krebs (Siehe Anhänge)

  2. Wie im Interview besprochen ( , 20.11.2016)

4.4 Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Dieses Bild wurde von mir persönlich aufgenommen. Es ist ein Haus in Pfäffikon ZH, fotografiert mit der Erlaubnis des Hauseigentümers.


5. Erklärung

Hiermit erkläre ich, dass die vorliegende Arbeit von mir selbst stammt und allfällige fremde Einflüsse mit Quellenangabe versehen sind.



Legal info - Data privacy - Contact - Terms-Authors - Terms-Customers -
Swap+your+documents