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Einspeisung oder Eigenstrom aus Photovoltaikanlagen

In den vergangenen Jahrzehnten ist die Anzahl der Solaranlagen in Deutschland stetig gestiegen. Wegen der attraktiven Vergütung speisten die Besitzer den Strom bisher überwiegend ins öffentliche Netz ein. In Zukunft jedoch sinken die Einspeisevergütungen, so dass sie dem Strompreis aus dem Netz entsprechen – die so genannte Netzparität – oder sogar darunter liegen. Das macht es einerseits attraktiver, den Strom selbst zu nutzen, andererseits müssen die Betreiber dafür jedoch in Stromspeicher investieren.

Anhand des Freiburger Verteilnetzes untersuchte das Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme (ISE) und badenova, wie sich die sogenannte Netzparität auf Netz und Nutzerverhalten auswirkt. Mit Hilfe des geografischen Informationssystems (GIS) der badenova analysierten die Wissenschaftler, welche Anlagen wann und wo wie viel Strom herstellen und ab wann es für die Nutzer wirtschaftlich ist, den Strom selbst zu nutzen. Anschließend erstellten sie verschiedene Szenarien, die die Chancen und Risiken für Nutzer und Netzbetreiber abwägen und prognostizieren, wie sich diese auf Strompreis und Umwelt auswirken.

Mit Hilfe dieser Daten entwickeln die Projektpartner eine Informationskampagne für Anlagenbesitzer. Das Projekt hilft Netzbetreibern und Anlagenbesitzern sich auf einen dezentraleren Strommarkt einzurichten.

Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt

  • Bei kleinskaligen Projekten – von der Erzeugerseite oder von der Verbraucherseite her kleinskalig – ist es aus ökonomischer Sicht schwierig, sich als zusätzlicher Akteur (≠ Verbraucher) zu involvieren, sofern nur unmittelbare wirtschaftliche Gründe für den Endnutzer eine Rolle spielen und eine hohe Verzinsungserwartung vorliegt. Bei großen Verbrauchergruppen (vergleichbar mit >30 Wohneinheiten) und entsprechend größeren Erzeugeranlagen kann eine wirtschaftliches Geschäftsmodell für alle beteiligten Akteursgruppen jedoch erreicht werden.
  • Batteriesysteme sollten im Kontext der Steigerung des Eigenverbrauchs und des Autarkiegrades nicht zu groß dimensioniert werden. Es herrschen Vorbehalte bei Gewerbe- und Industriekunden hinsichtlich des Einsparens durch „Eigenverbrauch“ aufgrund höherer Komplexität des Geschäftsmodells und regulatorisch gefühlter Unsicherheit; „altes“ Modell „Einspeisevergütung pro kWh“ psychologisch gesehen deutlich überzeugender.
  • Stromabsatz an Verbraucher wird durch erste „2kWh-Batteriekapazität“ noch einmal signifikant reduziert im Bezug zu Verbraucher mit PV-Anlage und keinem Batteriesystem. Dies gilt für alle untersuchten Verbrauchergruppen. Werden Abweichungen zum SLP – verursacht durch ein PV-Batteriesystem – mit Ausgleichsenergiepreisen bewertet, so ergeben sich signifikante „Kosten“ pro Haushalt. PV-bereinigte SLPs sind gut geeignet diese angesetzten „Kosten“ wieder zu senken.

Die zentralen Ergebnisse des Projekts finden Sie im Abschlussprojekt.

Projektdaten

Projektnummer 2012-12
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Fraunhofer ISE und badenova
Laufzeit Mai 2012 bis April 2016
Zuschuss 95.000

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Dezentrale Stromerzeugung in der Fläche mit Kleinwindkraft
Lörrach

Kleine Windkraftanlagen auf Lörrachs Dächern

Lörrach eignet sich auf Grund seiner Lage und der durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten nicht für große, kommerzielle Windanlagen. Kleinere Anlagen für Privathaushalte jedoch könnten dazu beitragen, das städtische Potential an erneuerbaren Energien noch besser zu nutzen. Wie Solaranlagen können kleine Windkraftwerke dezentral Strom erzeugen, sind jedoch in privaten Haushalten bisher selten. Während sogenannte Solarkataster mittlerweile recht genau vorhersagen, wie viel Sonnenenergie im Jahresverlauf auf einzelne Dächer fällt, ist eine solche Prognose für Wind noch kaum möglich. Zwar bietet das Land Baden-Württemberg einen online-Windatlas, dessen Vorhersagen beziehen sich jedoch auf Höhenlagen für größere, kommerzielle Rotoren und sagen nur wenig aus über die Luftströme auf Wohnhausebene. Marktlage und Bauvorschriften sind ebenfalls unübersichtlich. Ohne Fachwissen und ausführliche Recherche erschließt sich dem einzelnen Verbraucher kaum, ob sich eine Anlage überhaupt lohnt und welches Model sich am besten für sein Dach eignet. Auch Zulassungsverfahren sind oft noch nicht eindeutig. Die Stadt Lörrach untersuchte diese Fragen und evaluierte das Stadtgebiet auf sein Windkraftpotential. Dazu recherchierten die Mitarbeiter, welche Geräte überhaupt auf dem Markt sind, wie solide ihre Funktionsweise ist, wie hoch die Lärmentwicklung der Rotoren ist und ob deren Vibration möglicherweise Dach oder Gebäude schädigt. Auch wie Gebäudebesitzer und Nachbarn zu individuellen Windkraftanlagen in Wohngebieten stehen, untersuchte die Studie um möglichen Vorurteilen entgegenzuwirken. Als ergänzende Daten waren Messungen von Windgeschwindigkeiten geplant, die jedoch nicht nötig waren, da im Laufe des Projektes der Kontakt zu Uni Basel entstand, die bereits eine Messstation in der benötigen Windhöhe betreiben und verwendbare Daten für Lörrach liefern konnten. In ein computerbasiertes Geoinformationssystem (GIS) integriert, können Wind- und Wetterdaten dabei helfen, das Windpotential an einem einzelnen Grundstück zu bestimmen. Das Projekt verleiht außerdem Messgeräte und Datenlogger, so dass interessierte Bürger die Windgeschwindigkeit auf ihren Dächern über einen längeren Zeitraum verfolgen können. . Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt: Die Preise von Kleinwindkraftanlagen haben sich in den letzten Jahren nicht wesentlich nach unten entwickelt, da die entsprechenden Abnahmemengen fehlen und die Stückkosten sich dadurch nicht wesentlich reduziert haben. Eine Konsolidierung am Markt fand zwar zum Teil seit Beginn des Projektes statt, war aber eher auf Anlagenhersteller schlechter Qualität und deren Haftung bedingt. Die Preise für die Komponenten wie z.B. Fundation, Aufstellung des Mastes mittels Kran etc. haben sich kaum verändert. Bei gegebenen Windverhältnissen kann daher nur ein optimal großer Rotor und damit die „Windfangflächenvergrößerung“ eine Verbesserung der Wirtschaftlichkeit hervorrufen. Wesentliche Stückkostenreduktionen werden erst mit höheren Mengenzahlen zu erwarten sein, wie es auch bei den Photovoltaikanlagen der Fall war. Erst gesicherte artenschutzrechtliche Ergebnisse z.B. aus einer Studie des BfN, können in der Kleinwindkraftanlagenherstellerbranche zu verlässlichen Entscheidungen führen. Daher sollte die weitere Grundlagenforschung bundesweit dringend vorangetrieben werden, um Planungssicherheit für alle Beteiligten zu erreichen. U.a. damit, könnte die Kleinwindkraft politisch besser gefördert werden. Auch PV-Anlagen haben ihre Risiken z.B. Lichtbögen bei Bränden. Die Risiken sind aber beherrschbar. Geplant werden kann aber nur mit fundierten Fachinformationen. In der großen Windkraft konnte dies auch erreicht werden, z.B. Abschaltungen um Schattenwurf zu vermeiden oder zu bestimmten Brutzeiten. Für die tatsächlichen Erfahrungen müssen noch mehr Grundlagenforschungen getätigt werden und dies nicht gegen, sondern gerade in Zusammenarbeit mit Herstellern. Mit einer guten Kartierung kann eine Kommune/ ein Landkreis naturschutzrechtliche Prüfungen unterstützen, diese zeitlich optimieren und damit auch Kosten für Installationswillige sparen.

Anwendung eines innovativen kommunalen Projektierungsverfahrens zur umfassenden Nutzung erneuerbarer Energien
Lörrach

Gesamtkonzept für erneuerbare Energien im Gebäudebestand

Während es bereits zahlreiche Konzepte und Methoden gibt um Neubaugebiete möglichst energieeffizient zu gestalten, fehlt es noch an planerischen Mitteln für den Gebäudebestand. Gleichzeitig ist die Situation dort, wo die Energiestrukturen schon ausgebaut sind, besonders komplex. Interessen und Wünsche von Strom- oder Wärmenetzbetreibern, von Industrie, Hausbesitzern oder Mietern wollen berücksichtigt werden. Gleichzeitig fragen zunehmend Unternehmen oder Privatleute bei den Verwaltungen an, weil sie eine Biogasanlage, ein Holzhackschnitzelheizwerk oder eine Photovoltaikanlage errichten möchten. Die Kommunen müssen dann entscheiden, welche Lösungen auf lange Sicht umweltfreundlicher und wirtschaftlicher sind. Für diesen Entscheidungsprozess ein verlässliches Instrument zu finden, war Ziel des Projektes. Erster Schritt war ein Kriterienkatalog, der berücksichtigt, wie sich ein Vorhaben auf Umwelt und Klima auswirkt, wie es sich in die vorhandene Infrastruktur einfügt und wie groß das Potential an erneuerbaren Energien ist. Letzteres hatte die Stadt bereits 2007 in einem früheren Innovationsfondsprojekt, dem Biomassekonzept überprüft. Damals konzentrierte man sich auf die Analyse des Biomassepotentials in Lörrach und nannte noch keine konkreten Maßnahmen. Nun forderte die Stadt dazu auf, für die Stadtteile Haagen, Hauingen und Brombach Projektideen einzureichen, um sie anhand des Kriterienkatalogs zu prüfen. 2007 entstand bereits der Arbeitskreis Energie, der auch am jetzigen Vorhaben beteiligt ist und über die regionalen Aspekte urteilt. Zudem evaluierte ein Ingenieurbüro die Vorschläge auf fachlicher Ebene. Beide Seiten erstellten ein Gesamtkonzept, das den jeweiligen Teilort nach seiner Rolle in der Stadt beurteilt und die beste Kombination aus Kraftwerken und Energieformen aufzeigt. Lörrach bietet mit dem neuen Projektierungsverfahren ein Instrument, um ganze Stadtteile auf Bioenergie umstellen zu können und gezielt ökologisch und ökonomisch sinnvolle Investitionen anzustoßen. Weitere Informationen auf der Homepage der Stadt Lörrach.