Von der passiven Sonnenenergienutzung zum Plus

Transcription

Energie Apéro Luzern
Von der passiven Sonnenenergienutzung
zum Plus+Energiehaus
Hartmut MAURUS, Dipl.Ing. Architekt (FH)
Sunways AG
Hintergrund
Passive Solarenergienutzung
Plusenergiehaus mit PV
Beispiele
Vision sichere Stromversorgung
Kurzportrait
Gründung
1993
Hauptsitz
Sunways AG, Konstanz
Niederlassungen und
Tochtergesellschaften
Vertriebsniederlassung in Barcelona
und Bologna,
Sunways Production GmbH,
MHH Solartechnik GmbH
Mitarbeiter
371 (zum 31. Dezember 2008)
Umsatz 2008
262,3 Mio.
Kapazität Solarzellen
116 MW
Vorstand
Michael Wilhelm (Vorsitzender),
Roland Burkhardt, Jörg von Strom,
Jürgen Frei
Sunways Produktarchitektur
Solar-Cells
Solar-Module
100
125
156
transparente SC
farbige SC
3BB-Technologie
SM 230M
SM 215M
SM 210U
SM 170U
+
Solar-Inverter
NT-Serie
AT-Serie
PT 30k
Communicator
PT 100k
=
System
Technology
Was bewegt uns? - Das Potenzial der Sonne
Allein in Deutschland übersteigt die
eingestrahlte Energie den Bedarf im
Jahr um etwa das 80-fache.
Diese Energiequelle ist die nächsten
5 Milliarden Jahre unerschöpflich,
kostenlos und umweltfreundlich.
Fossile Brennstoffe wie Uran, Kohle,
Erdgas und Erdöl sind teuer und
endlich.
Die Sonne schickt uns keine
Rechnung!
Quelle: Nutzerinformation Photovoltaik, DGS
Was bewegt uns? – Die Zukunftsenergie ist solar
Die Solarenergie kann die
Steigerung des
Energiebedarfs zusammen
mit anderen erneuerbaren
Energien bewältigen.
Photovoltaik und
solarthermische Kraftwerke
werden die entscheidende
Rolle spielen.
Solarthermie – Kleinanwendungen
Solarthermie als
primärer Erzeuger von
Heißwasser für den
Hausgebrauch
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de
Quelle: www.enbw.com
Solarthermie - Großkraftwerke
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z.B. Parabolrinnen – Antrieb einer
Dampfturbine für die Erzeugung von Strom
24h-Betrieb durch Wärmespeicher in z.B.
Flüssigsalztanks
Quelle: Solar Millennium
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Photovoltaik – Funktionsweise / Komponenten
Module mit
Sunways Solar Cells
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d
Sunways Solar Inverter
Je südlicher desto mehr Ertrag
Schweiz
1250
kWh/m2*a
jährliche
Globalstrahlu
ng [kWh/m2]
Hintergrund
Beispiele
Passive Solarnutzung
Grundsatz: Gewinnung von Solarwärme
Solarer Städtebau
Bau von „Sonnenfallen“
Begriff „Solarhaus“schon lange bekannt
Passive, also i.d.R. keine aktiven Systeme
Gestaltqualität des Gebäudes, Corporate Identity
Ideelle Aufwertung (positives Beispiel, „grünes Mäntelchen“)
Klimaschutz
Solarer Städtebau
Siedlung „Knauthain“, Leipzig 1995
Joachim Eble Architektur, Tübingen
Prinzip Anordnung und Zonierung
Grundsatz:
Gewinnung von
Solarwärme
Bau von „Sonnenfallen“
Ausrichtung nach der Sonne
Gute Wärmedämmung
Passive Maßnahmen
Quelle: „Neue Passivhäuser“
Anton Graf, 2002
Prinzip Anordnung und Zonierung
EFH in Sistrans, Österreich
Josef Kiraly Architektur, Innsbruck
Glashäuser, Wasser, Pflanzen
„Prisma“, Nürnberg, 1995
Joachim Eble Architektur, Tübingen
Passive Solarnutzung
Hintergrund
Beispiele
Ganzheitlicher Ansatz
Produkte (Systeme) sind Einheit aus ...
Funktion
Normen
Form
Betrieb
Ökonomie
Ökologie
Edeka Supermarkt, Bad Dürrheim
290 kWp Sunways PV-System
Freier Gestaltungsspielraum
Æ Farbe
Freier Gestaltungsspielraum
Æ Transparenz
Modulaufbau
Alle Verglasungsarten sind in
Photovoltaik ausführbar:
verschiedene
Laminierungsarten
Innenscheibe der
ISO-Verglasung
verschiedene
Solarzellentypen
Edelgasfüllung
Abstandshalter
Dichtung
verschiedene
Glasdesigns
(Sieb-, Digitaldruck, Emaille)
Außenscheibe der
ISO-Verglasung
Kristaline Zellen in EVA
Solarglas
Quelle: DGS
PV-Integration in die Gebäudehülle
Multifunktionale Gebäudehülle:
Regulierung von Tageslicht
Abschattung, Sonnen-, Blend- u. Sichtschutz
Witterungsschutz
Heizung bzw. Klimatisierung, Wärmeschutz
Verbesserter Schallschutz
Verbesserte Sicherheit
Gewinnung von Solarstrom
Betriebskosten werden z.T. verdient
bzw. PV finanziert Bauteile mit
Æ mehr Unabhängigkeit
GIPV – Grundlagen der Planung

Früh ins Gesamtkonzept einbinden („Energiekonzept“)
Optimale Ausrichtung zur Sonne
Gutes A / V-Verhältnis
Möglichst gute Wärmedämmung und effiziente Haustechnik
Passive Systeme haben Vorrang vor aktiven
Energieeinsparung vor Produktion von möglichst
umweltfreundlicher Energie
Möglichst keine Verschattungen
Ziel: Wartungsfreundlichkeit
u. Langlebigkeit (>30 Jahre)
Form und Funktion
Ökonomie und Ökologie
Betriebskosten > Investition
Qualität und Normen
Quelle: LBS
GIPV – Grundlagen der Planung
Photovoltaik
Solarthermie
Aktive
Baumassenaktivierung
Systeme
Wärmerückgewinnung
Natürliche Lüftung
TWD, „Sonnenfalle“
Zonierung
A/V Verhältnis
$$$$$$$
Passive
Elemente
Gebäudeform und
Orientierung
Gewinn für die Umwelt
$$$$
$
GIPV – Wirtschaftlichkeit
Investitionskosten ( /m²)
Unterkonstruktion
(Status 2007)
Pf.-R. 2-Sch.-Isogl. PV + Pf.-R.+ 2-Sch.-Isoglas
200
200
Füllungen / Panele / PV-Modul
200
750
Verschattung (außen)
160
0
30
150
590
1100
Elektroinstallation
(WR, Kabel, Zub., Montage)
Mehrkosten PV
510
Betriebskosten ( / a)
normal
6700
mit EEG
2700
ohne EEG
2700
Heizung (kWh/a)
700
900
900
Strom Verschat. (kWh/a)
200
0
0
0
-6500
-6500
1368
-2875,65
-522
3500
0
0
Betrieb PV (1,3% p.a. v. Invest)
0
1430
1430
Fremdkapital (100% d. Mehrk.)
(p=4,75%, 20 Jahre, Zins p.a.)
Ergebnis:
0
1400
1400
4868
-45,65
2308
Amortisation Mehrkosten (a)
keine
10,4
21,7
Kühlung (kWh/a)
18c/kWh
Stromgewinn PV (kWh/a)
Energiekosten p.a.:
Wartung Verschattung
Annahmen
EEG-Vergütung Fassade (€/kWh)
EEG-Vergütung Dach (€/kWh)
Installationsjahr
PV-Mehrkosten ( )
Neigung (Grad)
Orientierung (Azimuth in Grad)
PV-Fläche (m²)
Modulleistung (W/m²)
Anlagengröße (kWp)
spez. Ertrag (kWh/kWp*a)
Zusatznutzen GIPV
Gestaltqualität
Idelle Aufwertung
Corporate Identity
Raumklima
Multifunktionalität
mehr Unabhängigkeit
Klimaschutz
0,5421
0,4921
2007
51000
90
0
100
90
9
722
GIPV - Wirtschaftlichkeit
Baupreisindex / PV-Systempreise
180,0
160,0
140,0
% 120,0
Baupreisindex
100,0
80,0
GIPV billiger als
herkömmliche
Fassadenmaterialien
Jahr
20
15
20
10
20
05
20
00
19
95
19
90
60,0
Einordnung Minergie und Plus+Energie
ca. MINERGIE mit
20/38/40/45
kWh/m²a
f. RH, WW, Lüftung
Quelle: Haus und Energie, ¾ 2008
Betriebskosten eines Gebäudes II
„Faktor 4“
... mit 1 Fass Öl den
4-fachen Wohlstand!
Mit Verbrauch von
1 Altbau 17
Passivhäuser
heizen.
Quelle: Haus und Energie, ¾ 2008
Betriebskosten eines Gebäudes III
Energieverbrauch in D
Stromverbrauch in D
Betriebskosten – bilanzielle Betrachtung p.a.
Aufwand [kWh] Ertrag [kWh]
Heizung / Warmwasser (Wärmepumpe)
3900
Strom (4 Personen-Haushalt, Lüftung)
4500
Summe:
0,20 x 8400 = 1680
8400
Solare Gewinne:
PV auf dem Dach (75 m² =10 kW)
PV in der Fassade (40 m² = 5 kW)
10000
3500
Solarthermie-Anlage in Fassade
0
Summe:
Weitere Betriebskosten:
13500
Solarer Deckungsgrad 160%
Æ Plus+Energiehaus
0,43 x 13500 = 5805
Plus+++Energiehaus?
Wasser / Abwasser
Versicherungen (Feuer, Hausrat, etc.)
Grundsteuer
Instandhaltung (Wartung, Reparatur)
Summe:
Volldeckung der Aufwände?
Æ Unabhängigkeit
PV – Vorteile für Sie
Gestaltqualität des Gebäudes
Ideelle Aufwertung (positives Beispiel, „grünes Mäntelchen“ ?)
Corporate Identity
Klimaschutz
Multifunktionalität (Funktion einer Gebäudehülle)
Gewinnung von Solarstrom
Betriebskosten werden z.T. verdient
Amortisation der Bauteile (Mehrkosten10 bis 20 Jahre)
Mehr Unabhängigkeit
„Richtig“ Geld verdienen
Hintergrund
Beispiele
Edeka Supermarkt, Bad Dürrheim
290 kWp Sunways PV-System
Solarpark „Almendricos“, Spanien
Sunways Solar Inverters
Sports hall, Tübingen Germany
Green Sunways Solar Cells
Haus Miloni, CH
Transparente Solarzellen von Sunways
Wohnhaus “elementar”, Tübingen
Energieautarkie (bilanziell)
• PV, Solarthermie, Holzpellets
• Fassade
Flachdach
9,4 kWp PV
11,55 kWp PV
Gesamter Primärenergiebedarf
p.a. wird über Erneuerbare zu
103% gedeckt und 11t CO2
eingespart.
Quelle: Architekten am Holzmarkt, Tübingen
Hintergrund
Beispiele
Vision sichere Stromversorgung mit Erneuerbaren
Quelle: Focus 39/2007
Vision Solares Wirtschaftswunder
EE-Mix mit Schwerpunkt Sonne
• Dezentral: jedes Gebäude,
auch bei uns
• Zentral:
im Sonnengürtel
mit Übertragung
zu uns
Gegen
Æ Energieproblem
Æ Klimagefahren
Æ Soziale Missstände
Æ Machtkonzentration
Æ Kriegsgefahr
Quelle: www.schott.com
Aktive Solarenergienutzung – Die Energie der Zukunft!
„Solar architecture
is not about fashion –
it is about survival“
(Sir Norman Foster)
„Die Sonne schickt uns
keine Rechnung!“
(Franz Alt)
Source: Focus
Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit!
Sunways AG
Macairestr. 3-5, 78467 Konstanz
Phone +49 (0)7531 996770
Fax +49 (0)7531 99677480
www.sunways.de
Jeremy Rifkin
Vision:
(Consultant to Angela Merkel, EU / Prodi, Zapatero and others – President of Foundation of Economic Trends
(FOET.org), helped in assembling formal „super“ network of 12 European leading technology platforms which
aims to assist in leading us to a third industrial revolution) - out of presentation at Valencia PV-conference
Europa führt die Welt in die „3. Industrielle Revolution“ durch
Solarenergie!
Situation: 4 Bedrohungen
- Klimaveränderung
- Schnell steigende Energiepreise
(„Peak Oil” erreicht ?!)
- Politische Instabilität in Öl
produzirenden Ländern
- Steigende Schulden in allen
Ländern und große Armut
Quelle: Jeremy Rifkin
Strategie: 4 Wege
+ Dezentrale Energieproduktion
... an/auf jedem Gebäude
+ Elektromobilität
+ Energiespeicherung
(Wasserstoff und Elektroautos)
+ Intelligente Netze
für Energie u. Daten
Vom Sand zur Solarzelle – keine Knappheit
Photovoltaik - Entkräftung von Gegenargumenten
Die Solarenergie ist zu teuer!
Durch zunehmende Massenproduktion sind die Kosten seit 1990 um > 60%
gesenkt worden
Die Einspeisevergütung lässt die Stromkosten steigen!
Nein, die entstehenden Kosten machen 2,8% des Strompreises aus, da
Umlegung auf viele Verbraucher
Wird die Photovoltaik ohne Förderung existieren können?
Kostensenkung und steigende Strompreise machen PV in ca. 10 Jahren
wettbewerbsfähig, in Spanien schon 2010
Kann die Photovoltaik Versorgungssicherheit garantieren?
Im Energiemix kann die PV eine wichtige Rolle spielen, da sie gerade zu
Spitzenzeiten Strom produziert
(siehe Beispiel am Ende)
Photovoltaik - Entkräftung von Gegenargumenten
Wird die Energie, die in die Produktion von Solarzellen und
Solarmodulen gesteckt wird, überhaupt amortisiert?
Quelle: E.A. Alsema (UU), M.J. de Wild-Scholten (ECN)
Volkswagen Space up! blue
Showcar Los Angeles Motorshow 2007 - Kooperation Proof, Sunovation und Bayer MaterialScience
Beeinflussung des Exterior Design durch formangepaßte, lasergeschnittene Zellen
Copyright 2008 Proof Design and Innovation Management
Kriegerhornbahn
Ski Station, Lech Austria
Sunways „Power“ Solar Cells
Roofing Forecourt, Ludesch Österreich
Sunways Transparent Solar Cells
Novartis
Novartis
Novartis, Basel
120.000 silberne Transparente Solarzellen
BMW World, Munich
220 000 Sunways Monocrystalline Solar Cells
Source: Simone Giostra & Partners
China, Xicui Media Wall
Erfahrungs- und Entwicklungskreis
... zum Mehrwert des Kunden u. zur Stärkung der Position von Sunways
OPS
R&D
Production
Projects /
Installation