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Photovoltaik Impianti fotovoltaici sauberer Strom aus Sonnenlicht … können auch wir im Südpiemont produzieren!

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Präsentation zum Thema: "Photovoltaik Impianti fotovoltaici sauberer Strom aus Sonnenlicht … können auch wir im Südpiemont produzieren!"—  Präsentation transkript:

1 Photovoltaik Impianti fotovoltaici sauberer Strom aus Sonnenlicht … können auch wir im Südpiemont produzieren!

2 Geschichte der Photovoltaik 1839 stieß Alexandre Edmond Becquerel ( ) bei Experimenten auf den fotoelektrischen Effekt. Bei Experimenten mit elektrolytischen Zellen, bei denen er eine Platin-Anode und -Kathode verwendete, maß er den zwischen diesen Elektroden fließenden Strom. Dabei stellte er fest, dass der Strom bei Licht geringfügig größer war als im Dunkeln. Damit entdeckte er die Grundlage der Fotovoltaik, zu einer praktischen Anwendung kam es jedoch erst Generationen später. … 1907 lieferte Albert Einstein eine theoretische Erklärung des lichtelektrischen Effekts, die auf seiner Lichtquantenhypothese von 1905 beruhte. Robert Andrews Millikan ( ) konnte die Einstein'schen Überlegungen zum Fotoeffekt experimentell bestätigen und wurde unter anderem dafür 1923 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Die erste technische Anwendung wurde Ende der 1950er Jahre mit dem Vanguard I in der Satellitentechnik gefunden. In den 1960er und 1970er Jahren gab es, in erster Linie durch die Nachfrage aus der Raumfahrt, entscheidende Fortschritte in der Entwicklung von Photovoltaikzellen. Ausgelöst durch die Energiekrisen in den 1970er Jahren und das gestiegene Umweltbewusstsein wird verstärkt politisch versucht, die Erschließung dieses Energiewandlers durch technische Fortschritte auch wirtschaftlich interessant zu machen.

3 Was ist Photovoltaik Photovoltaik (auch Solarstrom) - und nicht zu verwechseln mit Solarthermie (=Warmwasser) - ist die Erzeugung von Strom durch Sonnenstrahlung. Im Laufe ihrer Lebensdauer erzeugen Solarzellen ein Vielfaches der für ihre Herstellung erforderlichen Energie. Im Vergleich zu Biomasse oder gar fossilen Brennstoffen findet so eine Minderung des CO2-Haushaltes statt. Photovoltaik bietet eine saubere, geräusch- und bewegungslose Möglichkeit der Stromerzeugung. Aufgrund des neuen Delcreto Conto Energia vom , können Photovoltaik-Anlagen äußerst wirtschaftlich betrieben werden. Ziel ist es dabei, den erzeugten Strom ins Netz des regionalen Energieversorgers (z.B. ENEL) einzuspeisen. Mit dem Betrieb einer Photovoltaik-Anlage schonen Sie die Umwelt, erwirtschaften Gewinne und übernehmen Verantwortung für eine saubere und friedliche Zukunft!

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5 Funktionsweise einer PV-Anlage Netzgekoppelte Anlage Nebenstehendes Schaubild zeigt die Funktionsweise einer netzgekoppelten PV-Anlage. Der durch die Module (1) erzeugte Gleichstrom wird über Gleichstromleitungen (2) und eine DC- Trennstelle (3) zu den Wechselrichtern (4) geleitet und in einspeisefähigen Wechselstrom umgewandelt. Dieser wird über den Einspeisezähler (5) ins Netz des Energieversorgers (EVU) eingespeist. Die Einspeisung ist unabhängig vom Eigenverbrauch/-bedarf. Inselbetrieb Beim Inselbetrieb wird der erzeugte Strom für den Eigenbedarf verwendet. Bei Bedarf kann ein Akku zur Speicherung verwendet werden. Anwendung finden Inselsystem derzeit vor allem bei kleinem Strombedarf (z.B. Parkautomaten, Camping) oder wenn die Anbindung ans Stromnetz zu aufwendig ist (z.B. Berghütten oder Ferienhäuser auf Inseln).

6 Ertragsfaktoren Die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaik- Anlage hängt, neben der richtigen Auswahl der Komponenten, entscheidend vom richtigen Standort sowie der Ausrichtung der Module ab. Aber auch weitere Faktoren sollten berücksichtigt werden.

7 Standort Als Grundlage zur Berechnung der Erträge dienen Globalstrahlungsdaten, im langjährigen Mittel, des Europäischen Wetterdienstes - siehe Karte. Um die volle Globalstrahlung zu nutzen, sollte die Photovoltaik-Anlage möglichst verschattungsfrei installiert werden. Auf Bäume und höhere Gebäude (z.B. Kirchturm, Strommast/-leitung) in der Umgebung ist zu achten.

8 Ausrichtung Die optimale Modulausrichtung ist nach Süden mit einer Neigung von ca ° - abhängig vom Breitengrad des Standortes. Abweichungen können anhand von Diagrammen (siehe rechts) und Tabellen berechnet werden. Auch bei größeren Abweichungen arbeiten Photovoltaik-Anlagen durchaus wirtschaftlich!

9 Temperatur Die Temperatur spielt bei der Photovoltaik eine große Rolle. Werden die Module zu warm, verlieren sie an Leistung. Bei Mono- und Polykristallinen Modulen betragen diese Verluste in der Regel ca. 0,4 bis 0,5% je Grad Celsius. Bei der Dünnschicht liegt die Temperaturabhängigkeit, je nach verwendeter Technik, bei ca. 0,25%. Ein Blick auf das Datenblatt des Moduls gibt Aufschluss. Dies ist bei der Auswahl der verwendeten Technik sowie der Wirtschaftlichkeitsberechnung zu berücksichtigen. Bei Aufdach-Anlagen reicht die normale Unter-/Hinterlüftung meist aus. Bei Integrationen sind entsprechende Maßnahmen zu treffen oder Ertragsminderungen zu kalkulieren. Durch eine aktive Kühlung (z.B. Beregnung oder Hinterlüftung), können Mehrerträge erzielt werden!

10 Rechtliche Grundlagen Mit der Unterzeichnung des Kyoto-Protokolls hat sich auch Italien dazu verpflichtet, die Treibhausgasemissionen (CO2) bis zum Jahr 2012, um 21% gegenüber dem Stand von 1990 zu senken. Mit verschiedenen Maßnahmen, wie dem Delcreto Conto Energia, soll dieses Ziel erreicht werden. Weiteres Ziel, des im Jahre 2004 novellierten Gesetzes, ist es, den Anteil Erneuerbarer Energie an der Stromversorgung bis zum Jahr 2020 auf mindestens 20% zu erhöhen.

11 SOLARFÖRDERUNG Am 15. Februar 2007 wurde das Ministerialdekret zur Förderung von Solarstrom (DM ) vom Industrie- und Umweltminister an die hohe Nachfrage nach der PV-Förderung angepasst, wodurch es zu einer wesentlichen Aufstockung der Fördermengen gekommen ist. Das sogenannte conto energia bezieht sich nicht auf die Investitionsauszahlungen von PV-Anlagen, sondern auf die Stromproduktionsmengen. Gefördert werden netzgekoppelte Anlagen mit einer Nennleistung von 1 – 1000 kW, wobei verschiedene Tarife in Abhängigkeit der Anlagengröße zur Anwendung kommen. Die Tarife werden in obgenannter Höhe genehmigt, sofern die Anfragen innerhalb 2008 eingereicht werden. Anschließend vermindern sich die Tarife um 2% pro Jahr, wobei zeitgleich eine Anpassung an die vorjährige Inflationsrate vorgenommen wird. Bei einer Gebäudeintegration der Photovoltaikmodule erhöhen sich die Tarife um 10%, wodurch ein eventueller Leistungsverlust wettgemacht werden kann. Da es sich bei der italienischen Solarförderung um ein hybrides System handelt, kommen zusätzlich zu den für 20 Jahre garantierten Tarifen weitere Prämien hinzu:

12 PV-INFO-ITALIEN PV-Info-Italien.pdf

13 Was passiert nach Ablauf der gesetzlich garantierten Vergütung? Über den Energiemarkt in über 20 Jahren kann derzeit nur spekuliert werden. Die Anlage wird auch nach dieser Zeit Strom erzeugen (siehe Technik). Auf jeden Fall kann der erzeugte Strom, nach Umrüstung zu einer sogenannten Inselanlage, für den Eigenbedarf verwendet werden. Es ist davon auszugehen, dass der Strom auch weiterhin ins Netz eingespeist werden kann. Dies jedoch zu wesentlich geringeren, dem Marktpreis angepassten, Sätzen.

14 Was bedeutet die Entsorgung einer PV-Anlage? Da es sich bei den Komponenten der Module in erster Linie um Silizium, Glas und Aluminium handelt, können diese recycelt werden. Erste Unternehmen haben sich hierauf bereits spezialisiert. Die Unterkonstruktion aus Aluminium und Edelstahl kann ebenfalls dem Recycling zugeführt werden. Es handelt sich demnach - aus heutiger Sicht - nicht um Sondermüll! Zudem stellen die verwendeten Materialien einen gewissen Rohstoffwert dar. Ausnahmen: Zum Teil werden andere Stoffe verarbeitet (Dünnschicht). In wie weit hier ein Recycling möglich ist, bzw. welche Kosten auf den Betreiber zukommen, ist im Einzelfall zu klären und bei der Auswahl der Technik zu beachten. Gleiches gilt bei einer Montage mit Konsolen oder Halterungen aus Kunststoff.

15 Technik Die Leistung einer Photovoltaik-Anlage wird in Kilowattpeak (kWp) angegeben. Dieser Wert wird unter international festgelegten Standard-Test-Bedingungen (STC), bei einer Strahlungsleistung von W/m², einer spektralen Dichte von 1,5 AM und einer Zelltemperatur von 25°C, gemessen.

16 Module / Zelltypen Photovoltaik-Module gelten als wartungsarm und sind äußerst robust. Die Lebensdauer wird von Herstellern mit durchschnittlich 30 bis 40 Jahren benannt. Weiterhin werden diverse Garantien auf Produkte (2 bis 5 Jahre) und Leistung (meist 90% auf 10 Jahre und 80% auf 25 Jahre) gegeben. Zu beachten ist, dass die verwendeten Module für den italienischen Markt zugelassen sind und am besten eine europäische Zertifizierung vorweisen. Nur dann wird im Ernstfall eine Garantie durch den Hersteller übernommen! Man unterscheidet derzeit - bei einer ständigen Weiterentwicklung - zwischen folgenden grundsätzlichen Zelltypen, die zum Einsatz kommen:

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18 Da die Module über Jahrzehnte Wind und Wetter ausgesetzt sind, werden Aufbau und Verarbeitung entsprechend konzipiert. Module, die nach IEC61215 geprüft sind, müssen diverse Tests, wie beispielsweise einen Hageltest, in dem Eiskugeln von 25mm Durchmesser mit 23 m/s geschossen werden, bestehen. Bei der Leistung der Module ist die Nennleistung in Wp/m² zu beachten. Beispielsweise kann ein Modul mit 210 Wp Leistung, aufgrund seiner Größe, eine Nennleistung von 119 Wp/m² aufweisen und somit "schlechter als ein kleineres Modul mit 135 Wp und 143 Wp/m² sein. Module sind einer jährlichen Degradation (Verschleiß) ausgesetzt (siehe Leistungsgarantien). Bisherige Messungen lassen darauf schließen, dass qualitativ hochwertige Module mit einer geringeren Degradation, als vom Hersteller angegeben, auskommen. Entscheidend ist hier unter anderem die Reinigung der Module. Ein Selbstreinigungseffekt, durch den Regen, tritt ab einer Modulneigung von ca. 20° auf.

19 Wechselrichter Um den von den Modulen erzeugten Strom optimal ins Netz des Energieversorgers einzuspeisen, ist ein leistungsfähiger Wechselrichter sowie die richtige Auslegung, zur Nutzung der optimalen Leistungsbereiche, erforderlich. Neben den "kleinen" Wechselrichtern (siehe Bild) werden, ab einer Größe von ca. 40 kWp, auch sogenannte Zentral- Wechselrichter eingesetzt. Die Wechselrichter (WR) haben in der Regel eine Gewährleistung von 5 Jahren. Eine Verlängerung auf 10 Jahre ist bei vielen Anbietern gegen Aufpreis möglich. Für einen Austausch der Wechselrichter sollten angemessene Rücklagen gebildet werden.

20 Kontrolle der Anlage Durch eingebaute Displays kann der Zustand der Anlage direkt am Wechselrichter abgelesen werden. Daher ist eine Installation in Sichtweite empfehlenswert. Zudem ist eine Messdatenerfassung zur Überprüfung und Kontrolle möglich. Zu diesem Zweck kann ein so genannter Datenlogger installiert werden. Die Daten werden dabei ins Internet oder an eine Steuereinheit gesendet. Bei Abweichungen und/oder Fehlern können automatische Benachrichtigungen ausgelöst werden.

21 Montage und Einsatzgebiete Photovoltaik kann auf verschiedenste Arten zum Einsatz kommen. Neben der häufigen Aufdach-Montage sind auch Fassaden-, Dach- Integrationen, Lärmschutzwände sowie Freiflächenanlagen möglich. Auf dem Markt werden standardisierte Lösungen für die Montage von PV-Module angeboten. Teilweise ist eine, dem Gebäude angepasste, individuelle Unterkonstruktion, um beispielsweise die Statik zu gewährleisten, aber vor allem um die Ertragslage zu verbessern, zu bevorzugen. Baugenehmigungen sind in Italien bei allen Anlagen erforderlich. Wichtiger Hinweis: Die Montage einer PV-Anlage auf Dächern mit Asbest ist nur mit einer Ausnahmegenehmigung zulässig! Ein Bausachverständiger muss die Haltbarkeit des Daches von 30 Jahren belegen. Die Montage darf zudem nur durch für Asbestarbeiten zugelassene Installateure erfolgen.

22 Parallele Aufdach-Montage Die wohl häufigste Einsatzform der Photovoltaik, stellt die parallele Aufdach-Montage dar. Auf bereits bestehenden Dachflächen werden die Module nachträglich installiert. Zur Befestigung stehen inzwischen für nahezu alle Dachformen Lösungen zur Verfügung. Am einfachsten ist die Montage auf Welle oder Trapezprofil, wo vorhandene Befestigungsschrauben ersetzt werden können. Bei Pfannen werden spezielle Haken verwendet. Aufwendiger wird es bei Schiefer oder Folie. Statisch werden ca. 20kg / m² benötigt. Die Module sollten, aufgrund der Hinterlüftung, mit einem gewissen Abstand von der Dachaußenhaut installiert werden.

23 Je nach Dachneigung ist die Berücksichtigung von Wartungsgängen zu empfehlen. Bei Bedarf kann die Anlage dann manuell gereinigt werden. Für wen eignet sich die Aufdach-Montage: - bestehende Dachfläche - Dachhaut hält die kommenden Jahre - Dachneigung ab ca. 20° (wenn kristallin; bei geringeren Neigungen empfiehlt sich ggf. eine leichte Aufständerung) - Ausrichtung der Dachfläche möglichst südlich

24 Aufständerungen Die Aufständerung von Photovoltaik-Modulen dient der Optimierung der Anlage und Steigerung der Erträge. Neben der Verbesserung von Neigungswinkel und Ausrichtung, wird so auch die Hinterlüftung (siehe Temperaturabhängigkeit) sowie die Reinigung (Selbstreinigungseffekt durch den Regen) optimiert. Bei einer Aufständerung sind höhere Anforderungen an Statik, aufgrund Winddruck und Sog, zu berücksichtigen. Durch die Selbstverschattung der Module - Einfallwinkel der Sonne beachten - geht leider ein Teil der Dachfläche verloren.

25 Das Bild zeigt eine Anlage, bei der die Module um ca. 20° aufgeständert und gleichzeitig auf dem Dach in Richtung Süden ausgerichtet bzw. gedreht wurden. Aufgrund der statischen Anforderungen, wird eine stärkere Unterkonstruktion erforderlich. Für wen eignet sich eine Aufständerung: - geringe Dachneigung oder Flachdach - nicht optimale Ausrichtung des Daches (Abweichung von Süden) - bei kristallinen Modulen (mono und poly) Die entstehenden Mehrkosten werden in der Regel durch höhere Erträge wettgemacht.

26 Was ist beim Kauf wichtig? Qualität, Qualität und nochmals Qualität! Photovoltaik-Anlagen sollen über einen Zeitraum von mehr als 20 Jahren hohe Erträge abwerfen sowie Wind und Wetter standhalten. In erster Linie sind hier sicherlich die Einzel-Komponenten wie Module und Wechselrichter gefragt. Aber auch die Unterkonstruktion, Verkabelung sowie die technisch optimale Auslegung der Anlage spielt eine wesentliche Rolle für einen hohen ökologischen und wirtschaftlichen Gewinn.

27 Versicherung Es werden spezielle Photovoltaik- Allgefahren-Versicherungen angeboten. Die jährlichen Kosten liegen je nach Anbieter, Anlagenleistung und Gefahrenpotential bei ca. 0,18-0,35% der Investitionskosten (Mindestprämien beachten!) und sollten bei einer Wirtschaftlichkeits- berechnung berücksichtigt werden. Folgende Gefahren sind üblicherweise versichert: Ungeschicklichkeit, Fahrlässigkeit des Bedienungspersonals, Vorsatz Dritter, Abhandenkommen durch Diebstahl, Einbruchdiebstahl, Raub oder Plünderung, Konstruktions-, Material-, Ausführungsfehler, Kurzschluss, Überstrom, Überspannung, Brand, Blitzschlag, Explosion, Naturgewalten, höhere Gewalt, Sturm, Marderschaden Ausschlüsse: Betriebsbedingte normale und vorzeitige Abnutzung (Verschleiß), Erdbeben, Krieg, Beschlagnahme, Kernenergie Weiterhin wird eine Entschädigung für den Nutzungsausfall gezahlt. Diese Entschädigung sollte den Erträgen der Anlage entsprechen. Auch eine Absicherung des Ertragsausfalls, aufgrund von schlechtem Wetter, ist bei einigen Versicherern möglich. Kosten und Nutzen sind hier gegenüberzustellen.

28 Für den Betrieb einer PV-Anlage sollte eine Betreiber- haftpflicht abgeschlossen werden. Diese ist bei vielen Versicherungsanbietern leider nicht standardmäßig im Paket und muss zusätzlich angefragt werden. Unter Umständen kann eine bestehende Betriebshaftpflicht genutzt werden. Die Raten richten sich meist nach Größe der Anlage und Umfang der Deckungssummen. Hinweis/Anmerkungen: -Eine Absicherung der PV-Anlage über die Gebäude- versicherung ist meist nicht ausreichend. So sind beispielsweise Überspannungsschäden und vor allem der Nutzungsausfall nicht immer abgedeckt. -Zu beachten sind auch Ausschlüsse wie beispielsweise Feuer und Explosion bei landwirtschaftlich genutzten Gebäuden oder besonderen Inhalten.

29 Finanzierung In Fragen der Finanzierung sollte die Hausbank erster Ansprechpartner sein. Die Frage der Bewertung einer Anlage (Sicherheit) wird unterschiedlich beantwortet. Eine Anfrage bei mehreren Banken kann daher durchaus sinnvoll sein. Aufgrund der günstigen Zinskonditionen und Förderprogramme sollte überlegt werden, ob eine Finanzierung durch Eigenmittel - bzw. in welcher Höhe - sinnvoll ist! Mit der richtigen Finanzierung kann eine Investition in Photovoltaik zum Vermögensaufbau, zur Altersvorsorge oder zur Erhöhung der Liquidität verwendet werden.

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