Informationsbroschüre - Photovoltaik

Photovoltaik Strom aus der Sonne iNFoRMatioNSBRoSChÜRE

2 Unter Photovoltaik (PV) versteht man die direkte Um- wandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie. Die Energieumwandlung erfolgt technisch mittels Solarzellen, die in einer PV-Anlage zu sogenannten Solar- modulen verbunden werden. Der von der Photovoltaik- Anlage erzeugte Strom kann entweder vor Ort genutzt oder ins Stromnetz eingespeist werden („netzgekoppel- te Anlagen“). Vor Einspeisung in das Stromnetz wird die von den Solarzellen erzeugte Gleichspannung mit einem Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt. In Gebieten ohne Stromnetz kann auch die gesamte Stromversorgung mittels Photovoltaik erfolgen („Insel- anlagen“). Photovoltaik wird zur Stromerzeugung auf der ganzen Welt eingesetzt. Anlagen unterschiedlichster Größe be- finden sich z.B. auf Dächern und Fassaden, Parkschein- automaten, Schallschutzwänden, Taschenrechnern oder auf Freiflächen. Seit 1995 wächst der Photovoltaik-Weltmarkt um durchschnittlich mehr als 30% pro Jahr. Im Jahr 2012 waren weltweit PV-Anlagen mit einer Leistung von ins- gesamt ca. 100 Millionen Kilowatt installiert, in Ober- österreich sind derzeit über 9.000 Anlagen mit 70.000 Kilowatt am Stromnetz. WAS IST PHOTOVOLTAIK? direkte Strahlung: ƒ ƒ Solarstrahlung, die ungehindert durch Hindernisse auf die Solarmodule auftrifft diffuse Strahlung: ƒ ƒ Solarstrahlung, die z.B. aufgrund von Nebel, Dunst oder Wolken gestreut wird und daher aus verschiedenen Richtungen auf die Erdoberfläche trifft. Sie ist meist schwächer als die direkte Strahlung, kann aber dennoch genutzt werden. Globalstrahlung: ƒ ƒ Summe direkter und diffuser Ein- strahlung auf eine horizontale Fläche netzgekoppelte PV-Anlage: ƒ ƒ an das öffentliche Stromnetz angeschlossene PV-Anlage PV-Inselanlage: ƒ ƒ vom Stromnetz unabhängiges System aus Solarmodulen, Laderegler und Akkus zur Speicherung des erzeugten Stromes Einige wichtige Begriffe

3 ENERGIEQUELLE SONNE Die Sonne ist eine fast unerschöpfliche und kostenlose Energiequelle. Sie liefert uns binnen einer Stunde die gleiche Menge an Energie, die von der gesamten Erdbevölkerung pro Jahr verbraucht wird. Die Globalstrahlung – eine wichtige Maßzahl bei der Bewertung eines PV-Standortes – besteht in unseren Breiten aus ca. 40% direkter und 60% diffuser Strahlung. Die Jahres- summe der Globalstrahlung liegt in Österreich je nach Region zwischen 1.100 und 1.400 kWh/m 2 und Jahr. An einem bewölkten Sommertag mit einem diffusen Anteil von 80% kann der Wert der Einstrahlung durchaus noch 300 W/m 2 ausmachen. Im oberösterreichischen Solaratlas können Sie die Sonnenscheindauer und Sonnen- strahlung pro Monat für jede Fläche (25 x 25 m) in Oberösterreich nachschauen (www.doris.eu/fachinfo/umwelt). EINSTRAHLUNGSWERTE FÜR ÖSTERREICH Österreich ist ein Sonnenland 1100 kWh/m2 1100-1200 kWh/m2 1200-1300 kWh/m2 1300-1400 kWh/m2 1400 kWh/m2 Die Einstrahlungswerte in Österreich über das Jahr betragen zwischen 1.100 und 1.400 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter und Jahr. Dies ist etwa die Energie- menge, die 100 Litern Heizöl entspricht. Quelle: ZAMG LINZ ST. PÖLTEN WIEN EISENSTADT GRAZ KLAGENFURT SALZBURG INNSBRUCK BREGENZ Einstrahlungswerte für Österreich Österreich ist ein Sonnenland Die Einstrahlungswerte in Österreich über das Jahr betragen zwischen 1.100 und 1.400 Kilowatt- stunden (kWh) pro Quadratmeter und Jahr. Dies ist etwa die Energiemenge, die 100 Litern Heizöl entspricht. Quelle: ZAMG 1.100 kWh/m 2 1.100 – 1.200 kWh/m 2 1.200 – 1.300 kWh/m 2 1.300 – 1.400 kWh/m 2 1.400 kWh/m 2

4 WIE FUNKTIONIEREN SOLARZELLEN? Die Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie geschieht bei Photovoltaik-Anlagen in Solarzellen. Eine Solarzelle besteht aus zwei Siliziumschichten, die unterschiedliche elektri- sche Eigenschaften besitzen. An den Grenzflächen der Schichten bildet sich ein elektrisches Feld, das die bei Lichteinstrahlung entstehenden freien Ladungsträger trennt. Dadurch baut sich zwischen den Metallkontakten der Zelle eine elektrische Spannung auf, so dass bei Anschluss eines Verbrauchers Strom fließt. Je größer die Einstrahlung ist, umso größer ist auch der Stromfluss. Bei einer netzgekoppelten Anlage wandelt ein Wechselrichter den Gleichstrom in den haus- haltsüblichen Wechselstrom um. Die Spannung, die an einer einzelnen Zelle bei voller Sonneneinstrahlung entsteht, beträgt rund 0,5 Volt. Wenn nun viele kleine Zellen in einem PV-Modul miteinander verbunden wer- den, ergibt das bei Standard-Modulen eine Spannung von rund 45 Volt und eine Leistung von beispielsweise 200 Watt. Derzeit werden für die Herstellung von Solarzellen überwiegend mono- und multikristallines Silizium und – zu geringeren Teilen – auch amorphes Silizium verwendet. Daneben werden auch Dünnschichtzellen eingesetzt, deren Herstellung einfacher und billiger ist, die allerdings auch einen geringeren Ertrag erzielen.

5 ELEMENTE EINER PHOTOVOLTAIK-ANLAGE PV-Module ƒ ƒ zur Umwandlung von Licht in elektrischen Strom Wechselrichter ƒ ƒ zur Aufbereitung des Solarstroms in Netzqualität. Der Wechselrichter wandelt den Gleichstrom in Wechselstrom um und steuert automatisch das gesamte System. Stromzähler ƒ ƒ (Wechselstromzähler/Einspeisezähler) zur Erfassung des Stromertrags Sicherheitskomponenten ƒ ƒ zur elektrischen Absicherung der PV-Anlage (Blitzschutz, Überspannungsschutz, etc.) Netz Photovoltaikmodul Wechselrichter Zähler

6 Anlagen am Dach Solardächer ƒ ƒ werden vorzugsweise hinterlüftet ausgeführt, was pro Jahr bis zu 10% mehr Ertrag verspricht. Die Hinterlüftungsebene sollte dabei nicht weniger als 10 cm betragen, ideal wären 15 cm. Bei ƒ ƒ Dachneigungen von 20 bis 50 Grad werden die Solarmodule in der Regel parallel zur Dachfläche montiert. Die Unterkonstruktion der Solaranlage wird dabei fest mit der Dachkons- truktion verankert. Bei ƒ ƒ Flachdächern bzw. nur leicht geneigten Dächern ist es ergiebiger, die Solarmodule in einem Winkel von 25 ° bis 35° anzubringen. Sind die Solarmodule weniger als 15 ° geneigt, wer- den sie von Regen und Schnee nicht mehr aus- reichend gesäubert. Bei ƒ ƒ hintereinander aufgereihten Solarmo- dulen sollte der Winkel auf 20 bis 25 Grad ver- ringert werden und genügend Abstand vorgese- hen werden, um eine gegenseitige Verschattung zu vermeiden. Vor der Montage sind ƒ ƒ Schnee- und Wind- lasten zu beachten. WELCHE MONTAGEARTEN GIBT ES?

7 Fassadenintegrierte Anlagen Eine in die Fassade integrierte Anlage kann als ƒ ƒ optisches Gestaltungselement eingesetzt werden. Weiters werden Kosten für die Fassadengestal- tung gespart. Idealerweise sind Fassadenanlagen senkrecht ƒ ƒ angebracht, gegen Süden orientiert und ausrei- chend hinterlüftet. Es muss mit rund 30% weniger Ertrag im Ver- ƒ ƒ gleich zu 30 ° geneigten Anlagen gerechnet werden. Freiflächen-Anlagen Freiflächenanlagen ƒ ƒ sind auf einer freien Fläche (z.B. Wiese) aufgestellt. Nachführung: ƒ ƒ Wenn die Anlage der Sonne nachgeführt installiert wird, lässt sich in unseren Breiten ein Energiegewinn von rund 20 – 30% erzielen. Der dafür notwendige Mehraufwand (Steuerung, Statik, Kosten) macht allerdings oft die gewonnenen Mehrerträge zunichte. Darüber hinaus gibt es noch andere Möglichkeiten der Montage von Photovoltaik-Anlagen, wie z.B. als Sonnenschutz vor Fenstern.

8 Um den größtmöglichen Solarertrag zu erzielen, sollte ein möglichst hoher Anteil an Direkt- strahlung genutzt werden können. Dies wird in unseren Breiten am besten erreicht, wenn: die Anlage gegen Süden ausgerichtet und rund 30 Grad geneigt ist ƒ ƒ kein Schatten die Sonnenstrahlung stört ƒ ƒ Schon ein kleinerer Schatten von Bäumen, SAT-Schüsseln, Rauchfängen, anderen Gebäuden, aber auch z.B. von Laub, mindert den Ertrag empfindlich. Sollte eine teilweise Verschattung nicht zu vermeiden sein, kann eine bestimmte Verschaltung der Module die Ertragsverluste deutlich reduzieren. Das muss in der Planung allerdings berücksichtigt werden. 1 kWp-Anlage Eine 7 bis 10 m ² große Photovoltaik-Anlage kann maximal eine elektrische Leistung von etwa 1.000 Watt erzeugen und wird deshalb als 1 kWp-Anlage (Wp = Watt-Peak) bezeichnet. 1 kWp installierte Leistung hat in Österreich – je nach Standort – einen Energieertrag von ca. 900 – 1.100 kWh pro Jahr. AUSLEGUNG UND ORIENTIERUNG 90° 80° 70° 60° 50° 40° 30° 20° 10° 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° 8 0° 70 ° 60 ° 50° 40° 30° 20° 10° 0° 10° 20° 30° 40 ° 50 ° 60 ° 70 ° 8 0° Bezogen auf den mittleren Jahresenergieertrag! 100% 100% 95% 85% 75% 65% 55% NEIGUNGSWINKEL W est en Ost en Süd. 30° Neigung Maximaler Ertrag: Dachneigung ƒ ƒ 30 ° und Südausrichtung Hohe Erträge: Neigung zwischen 0 ƒ ƒ ° und 50 ° (anzustreben sind 30° – 50°) eine Südabweichung um ca. 45 ƒ ƒ ° vermindert den Stromertrag um nur rund 5 – 10%

9 FÖRDERPROGRAMME Regulierungsbehörde e-control, ƒ ƒ www.e-control.at Ökostromabwicklungsstelle OEMAG, ƒ ƒ www.oem-ag.at Klima- & Energiefonds, ƒ ƒ www.klimafonds.gv.at OÖ Energiesparverband, ƒ ƒ www.energiesparverband.at (unter Förderungen / Ökostrom) Land Oberösterreich, Abteilung Anlagen-, ƒ ƒ Umwelt- und Wasserrecht, www.land-oberoesterreich.gv.at Nähere Information zu Förderungen: Grundsätzlich gibt es zwei Fördermodelle für Photovoltaik-Anlagen: Einspeisetarif: ƒ ƒ finanzielle Vergütung pro Kilowattstunde Solar- strom, die ins Netz eingespeist wird (derzeit für PV-Anlagen über 5 kWp). Die Abwicklung (Antragstellung) erfolgt über die Ökostrom-Abwicklungsstelle OeMAG, www.oem-ag.at Investitionsförderung: ƒ ƒ Pauschalbetrag pro installierter Leis- tung (kWp), der in der Regel nach Anlagenerrichtung ausbezahlt wird, wie z.B. die Investitionsförderung für PV-Anlagen bis 5 kWp für Haushalte. (Klima- & Energiefonds, www.klimafonds.gv.at ) Weiters gibt es einzelne, meist befristete Programme, die bestimmte Zielgruppen unter- stützen, wie z.B. das Landesförderprogramm für Photovoltaik-Anlagen auf Oberösterreichs Schulen, Details: www.pv-schule.at Wie hoch ist der Einspeisetarif? Der Einspeisetarif wird in der Ökostrom-Verordnung des Bundes jährlich neu festgelegt. Für das Jahr 2013 beträgt der Tarif z.B. für PV-Anlagen über 5 bis 500 kWp an oder auf einem Gebäude 18,12 Cent/kWh plus einem Investitionszuschuss von 30 % der Investitions- kosten, max. 200 Euro/k´Wp.

10 Bei Photovoltaik-Anlagen sind in den letzten Jahren, auch bedingt durch die vermehrte Nach- frage, die Kosten gesunken. Trotzdem ist derzeit eine betriebswirtschaftliche Umsetzung zu- meist nur mit Erhalt einer öffentlichen Förderung (Einspeisetarif oder Investitionsförderung) möglich. Informieren Sie sich daher vor Umsetzung über die aktuellen Förderbedingungen. Achten Sie beim Kostenvergleich von Anlagen darauf, dass Sie die Systemkosten (Gesamt- kosten der Anlage) und nicht nur die Modulkosten vergleichen. Je nach Installationsart (am Dach, in der Fassade, als Sonnschutz über Fenster, etc.) können Montagekosten unterschied- lich hoch sein und die Gesamtkosten wesentlich beeinflussen. ANLAGEN- & KOSTENBEISPIELE Was sollen Angebote umfassen? Um Angebote vergleichen zu können, sollten alle notwendigen Teile enthalten sein, wie: Module, Wechselrichter, Anzeige, Verkabelung, Montage, Inbetriebnahme, Mehr- wertsteuer. Beispiel: 3 kWp-Anlage, im Zuge eines Neubaus am Dach errichtet Systemkosten (Module, Wechselrichter, Montage, inkl. MWSt.) 10.000 € jährlicher Stromertrag 3.000 kWh Investitionsförderung 2012 (KLIEN, 800 €/kWp) 2.400 € verbleibende Investitionskosten abzüglich Förderung 7.600 € jährliche Ersparnis an Stromkosten (3.000 kWh Ertrag, Strompreis 0,20 Cent/kWh) 600 €

11 Beispiel: 1 kWp-Anlage, auf einem Flachdach aufgeständert montiert Systemkosten (Module, Wechselrichter, Montage, inkl. MWSt.) 4.000 € jährlicher Stromertrag 1.000 kWh Investitionsförderung 2012 (KLIEN, 800 €/kWp) 800 € verbleibende Investitionskosten abzüglich Förderung 3.200 € jährliche Ersparnis an Stromkosten (1.000 kWh Ertrag, Strompreis 0,20 Cent/kWh) 200 € Beispiel: 10 kWp-Anlage, fassadenintegriert Systemkosten (Module als Fassadenelement, Wech- selrichter, Montage, inkl. MWSt.), geschätzt 50.000 € jährlicher Stromertrag (30% Minderertrag in der Fassade) 7.000 kWh Jährlicher Einspeisetarif (18,12 Cent/kWh, 13 a; +2.000 € Investförderung einmalig) 1.268 €/a abzüglich eingesparte Kosten für eine herkömmliche Fassade

12 Welche Lebensdauer hat eine PV-Anlage? ƒ ƒ Die Garantie der Module für 80% der Leistung beträgt in der Regel 20 bis 25 Jahre. Die Lebensdauer wird mit mindestens 30 Jahren angegeben. Einige Wechselrichter-Anbieter bieten eine Garantieverlängerung bis auf 20 Jahre an. Was muss bei der Auslegung einer PV-Anlage beachtet werden? ƒ ƒ Die Anlage sollte nach Süden ausgerichtet werden und möglichst ohne Beschattung oder Teilbeschattung sein. Was passiert an trüben Tagen? ƒ ƒ Fällt Licht, egal wie viel, auf die Solarzellen, entsteht Strom. PV-Anlagen nutzen sowohl die direkte als auch die diffuse Sonneneinstrahlung zur Umwandlung in elektrische Energie. Deshalb funktioniert eine PV-Anlage selbst an Tagen mit bedecktem Himmel. Verbrauchen PV-Anlagen mehr Energie bei ihrer Produktion als sie erzeugen? ƒ ƒ Nach dem Stand der Technik erzeugt eine Solarstromanlage bereits innerhalb von zwei bis drei Jahren (je nach verwendeten Zellen) die Energiemenge, die für ihre Herstellung benötigt wurde. Danach produziert sie für die restliche Zeit ihrer Lebensdauer (mind. 30 Jahre) umweltfreundlichen Strom. HÄUFIGE FRAGEN RUND UM PV-ANLAGEN

13 Mit welchen Kosten muss ich bei der Errichtung rechnen? ƒ ƒ Die Gesamtkosten einer 1 kWp-Anlage betragen rund 4.000 €, bei einer 3 kWp-Anlage ca. 10.000 € (inkl. MWSt.) pro kWp installierte Leistung. Vergleichen Sie Systemkosten (gesamte Anlage), oft wird nur von Modulkosten gesprochen. Die Kosten werden auch durch die Qualität der Anlage beeinflusst. Was ist gebäudeintegrierte Photovoltaik (GIPV)? ƒ ƒ GIPV, gebäudeintegrierte Photovoltaik, ist die konstruktive Integration der photovolta- ischen Zellen in die Gebäudehülle. Hier produzieren die Solarmodule nicht nur Strom, sondern übernehmen gleichzeitig eine Gebäudefunktion wie Wetterschutz, Sonnenschutz oder andere konstruktive Aufgaben. Wer sind kompetente Anlagenplaner/innen und -Errichter/innen? ƒ ƒ Grundsätzlich kommen alle konzessionierten Elektrotechniker/innen, die auch die Abnah- meprüfung vornehmen dürfen, in Frage. Eine Liste möglicher Unternehmen finden Sie auch unter www.oec.at Weiters zu beachten: Die Photovoltaikanlage in die bestehende Gebäudeversicherung, zumindest aber in die Haft- pflichtversicherung mit aufnehmen oder eine eigene Solarversicherung abschließen.

14 SCHRITTE ZUR PV-ANLAGE Vor Errichtung der Anlage: Anlagendimensionierung, Neigung, Orientierung zur Sonne, Dach- oder Fassadeninte- ƒ ƒ gration, Schnee- & Windlast, Standort für den Wechselrichter, Leitungsführung klären Angebote einholen und vergleichen ƒ ƒ Information über Förderungen (Einspeisetarif ƒ ƒ www.oem-ag.at oder Investitions- förderung www.klimafonds.gv.at ) Förderanträge stellen (mit Unterstützung durch die errichtende Firma) ƒ ƒ Zusage des Netzbetreibers für Netzzugang samt künftigen Einspeisezählpunkt ƒ ƒ (mit Unterstützung durch die errichtende Firma) Gesetzliche Errichtungsvorschriften Stromerzeugungsanlagen - gleichgültig ob netzgekoppelt oder nicht - fallen in den Anwen- ƒ ƒ dungsbereich des Oö. Elektrizitätswirtschafts- und -organisationsgesetzes (ElWOG) PV-Anlagen mit einer installierten Engpassleistung bis 50 kW: sind seit der Oö. ElWOG- ƒ ƒ Novelle 2012 nicht mehr bekanntgabepflichtig und elektrizitätsrechtlich bewilligungsfrei. PV-Anlagen ab 50 kW Engpassleistung: bewilligungspflichtig, schriftlichen An- ƒ ƒ trag auf Erteilung einer elektrizitätsrechtlichen Bewilligung beim Amt der Oö. Landesregierung, Abt. Anlagen-, Umwelt- & Wasserrecht einbringen Es können auch noch folgende Bewilligungs- oder Anzeigepflichten bestehen: bei der zuständigen Gemeinde (Raumordnungsrecht, Baurecht, ...) ƒ ƒ b ƒ ƒ ei der zuständigen Bezirksverwaltungsbehörde (Naturschutzrecht, Wasserrecht, Forstrecht, ...) z.B. bei Anlagen auf Freiflächen bzw. in der Nähe von Gewässern bei ƒ ƒ der Straßenverwaltung (Straßenmeisterei) bei Anlagen neben Straßen Zur Stromeinspeisung in ein öffentliches Netz zum geförderten Tarif ist eine Anerkennung als Ökostromanlage notwendig. Dazu ist vom Betreiber ein Antrag zu stellen. Auskünfte zur ElWOG-Bewilligung und zur Anerkennung als Ökostromanlage: Amt der Oö. Landesregierung, Abteilung Anlagen-, Umwelt- & Wasserrecht, Tel.: 0732/7720-15145

15 Nutzen Sie das umfassende und produktunabhängige Beratungsangebot des OÖ Energie- sparverbandes, einer Einrichtung des Landes OÖ: kostenlose Neubau-Beratung ƒ ƒ Energieberatung Sanierung ƒ ƒ Basisberatung Sanierung ƒ ƒ Die Energieberater/innen des OÖ Energiesparverbandes beraten Sie gerne zu allen Themen rund ums Bauen, Sanieren, Wohnen und Solaranlagen. Haushalte können kostenlos eine produktunab- hängige Energieberatung unter 0800-205-206 oder online unter www.energiesparverband.at anfordern. Wertvolle Information rund ums Bauen, Sanieren und Wohnen unter www.energiesparverband.at Der OÖ Energiesparverband ist auch für das Management des Ökoenergie-Clusters (OEC), dem Netzwerk der Ökoenergie- & Energieeffizienz-Unternehmen in Oberösterreich, verant- wortlich. Im Ökoenergie-Cluster arbeiten 160 Unternehmen im Bereich erneuerbare Energie und Energie-Effizienz zusammen, die gemeinsam einen Gesamtumsatz von über 1,8 Milliar- den Euro erzielen. Unter www.oec.at finden Sie auch eine Produkt- & Partnerdatenbank mit Ökoenergie-Unter- nehmen in Oberösterreich, u.a. auch Anbieter von PV-Anlagen. ENERGIEBERATUNG – produktunabhängige Beratung rund ums Bauen, Wohnen und Sanieren Bildnachweis: OÖ Energiesparverband, SolarWorld AG, Solarpraxis

Information: OÖ Energiesparverband, Landstraße 45, 4020 Linz, Tel. 0732-7720-14380, office @esv.or.at, www.energiesparverband.at 0800-205-206 – Ihr heißer Draht zum schnellen Rat! ZVR 171568947 www.energiesparverband.at beraten | fördern | informieren | vernetzen Haushalte | Gemeinden | Unternehmen