2002
Ufficio federale dell’energia UFE
Bundesamt für Energie BFE
Office fédéral de l’énergie OFEN
SWISSOLAR, Comunità di lavoro per l’energia solare
SWISSOLAR, Arbeitsgemeinschaft für Solarenergie
SWISSOLAR, Communauté de travail pour l’énergie solaire
Associazione delle azienda elettriche svizzere AES
Verband Schweizerischer Elektrizitätsunternehmen VSE
Association des entreprises électriques suisses AES
Documentazione
Tagungsband
20 anni di fotovoltaico in Svizzera
passato – presente – avvenire
20 Jahre Photovoltaik in der Schweiz
Rückblick – Einblick – Ausblick
20 ans de photovoltaïque en Suisse
passé – présent – avenir
Co-Organisation:
Sponsors:
Solterra Fotovoltaico SA
Chiasso SWITZERLAND
www.solterra.ch
SUPSI, Lugano, 16./17.05.2002
Simposio fotovoltaico nazionale 2002
Nationale Photovoltaiktagung 2002
SUPSI, Lugano, 16. / 17.05.2002
20 anni di fotovoltaico in Svizzera
passato – presente – avvenire
Giovedì 16 maggio:
14.00 – 18.15 Il mercato dell’elettricità solare e il suo contesto
Venerdì 17 maggio:
09.00 – 11.00 Tecnologie fotovoltaiche: passato, presente, avvenire
13.15 – 16.00 Nuovi mercati – prospettive per l’industria
esposizione di prodotti e poster
20 Jahre Photovoltaik in der Schweiz
Rückblick – Einblick – Ausblick
Donnerstag, 16. Mai:
14.00 – 18.15 Der Solarstrommarkt und sein Umfeld
Freitag, 17. Mai:
09.00 – 11.00 Photovoltaik Technologie: Rückblick, Einblick und Ausblick
13.15 – 16.00 Neue Märkte – Perspektiven für die Industrie
Begleitende Produkte- und Posterausstellung
redatto da / ausgearbeitet durch:
NET Nowak Energie & Technologie AG
Waldweg 8, CH - 1717 St. Ursen (Schweiz)
Tel. +41 (0) 26 494 00 30, Fax. +41 (0) 26 494 00 34 [email protected]
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
Contenuto/ Inhalt
Relazioni / Referate
Il mercato dell’elettricità solare e il suo contesto
Der Solarstrommarkt und sein Umfeld
Renato Tami, Das Elektrizitätsmarktgesetz – Chance oder Bedrohung
für erneuerbare Energien? ................................................................................................... 5
Cornelia Brandes, Ökostromlabeling – eine Chance für Solarstrom? ........................... 12
Erika Linder, Solarstrom im Ökostrommarketing - ein Türöffner..................................... 17
Bruno Hürlimann, Erneuerbare Energien – Marktvorteil für ewz? .................................. 20
Fiamma Pelossi, L'offerta di energia solare dal punto di vista dei consumatori........... 23
Robert Kröni, Marktbedingungen aus Sicht der Contractoren –
Anforderungskatalog für gute Lösungen in Solarstrombörsen........................................ 27
Eric Nussbaumer, Christian Meier, Verheissungsvolle Perspektiven
für die Solarstrombranche der Schweiz? ......................................................................... 35
Dr. Paolo Rossi, Elettricità solare nel canton Ticino ......................................................... 36
Dr. Mario Camani, 20 anni di elettricità solare................................................................. 37
Dr. Walter Steinmann, Photovoltaik – Chancen und Stolpersteine ................................ 46
On. Marco Borradori, Prospettive delle energie rinnovabili in Ticino .............................. 56
Tecnologie fotovoltaiche: passato, presente, futuro
Photovoltaik Technologie: Rückblick, Einblick und Ausblick
Prof. Lux- Steiner, 20 Jahre technische Entwicklung der Photovoltaik –
Rückblick und Ausblick....................................................................................................... 60
Dr. Stefan Nowak, Neueste Resultate und Ausblick im Schweizer Photovoltaik
Programm und im Photovoltaik Programm der IEA - PVPS ............................................. 61
Dr. Giorgio Travaglini, Il ruolo delle energie rinnovabili nel 6° programma quadro
dell’UE / Die Rolle der erneuerbaren Energien im 6. Rahmenprogramm der EU ......... 71
Domenico Chianese, Le attività fotovoltaiche del laboratorio LEEE – TISO .................. 80
Thomas Nordmann, Langzeiterfahrungen in der Photovoltaik........................................ 94
Nuovi mercati – Prospettive per l’industria
Neue Märkte – Perspektiven für die Industrie
Dr. Chris Luebkemann, Zukunftsszenarien: «Can you imagine....?» ..............................105
Dr. Diego Fischer, Roll-to-roll-Fabrikation von flexiblen Solarzellen auf Plastikfolien.106
Dr. Walter Hotz, Felix Hofmann, Alcan Sinergie nell’integrazione negli edifici /
Synergien in der Gebäudeintegration..............................................................................114
Dr. Patrick Hofer-Noser, PV-Produktion Schweiz - Herausforderung für die Zukunft ...120
Dr. Heinz Ossenbrink, Trends in der Photovoltaik in Europa .........................................127
Giovanni Silvestrini, Programmi fotovoltaici in Italia......................................................128
Beat Imwinkelried, Neue Finanzierungsinstrumente für die Photovoltaik....................131
Alex Arter, Photovoltaik in Entwicklungsländern eine Übersicht mit ausgewählten
Beispielen ..........................................................................................................................137
Esposizione di poster / Posterausstellung
Dye solar cells, Flexible Si - cells, "Single - Cell" converter ............................................151
"Mikromorphe" Tandem Solarzellen ................................................................................152
Absorption Measurement of Strained SiGe Nanostructures Deposited by UHV-CVD ..153
Plasmaabscheidung von amorphen Silizium Solarzellen in einem industriellen
35x45cm2 KAI® Einkammerreaktor...............................................................................154
Dye-sensitised Electrochemical Photovoltaic Devices ...................................................155
CdTe solar cells on glass and polymer films for terrestrial and space applications ....156
Characterisation and processing of solar cells at the Fraunhofer ISE Laboratory and
Service Centre in Gelsenkirchen......................................................................................157
European Collaboration for the Development of Large Area Micromorph Modules ...158
SOLRIF Photovoltaik-Dachintegrationssystem................................................................159
Photovoltaikanlage Dock Midfield, Zürich-Flughafen.....................................................160
Fotovoltaik und Architektur: Gesamtheitliche Konzepte................................................161
Rückzahlung grauer Energie mit Photovoltaik................................................................162
Solgreen - Photovoltaik und Gründach............................................................................163
Aspekte der Gebäudeintegration von Photovoltaikmodulen .........................................164
Solar PV Roof Shingle Sunplicity TM .................................................................................165
New DC-LISN for EMC-measurements on the DC side of PV systems:
Realisation and first measurements at inverters ...........................................................166
Entwicklung der Wechselrichter-Zuverlässigkeit 1992 - 2001 .....................................167
Progress in Thermophotovoltaic Prototype System Development ................................168
A 160 W Electrical Power Thermophotovoltaik System .................................................169
Rationelle Flachdachaufständerungssysteme AluStand, AluVer - FlatClips .................170
Montage von Solar-Laminaten auf ConSole ...................................................................171
Hybride autonome Stromversorgungen mit PV-und FC-Elementen..............................172
Solar Powerbox - 10 Lektionen für den Solarstrom........................................................173
PV/T*-Schiefer - Resultate einer Feldmessung..............................................................174
1982-2002: State of the 1st grid-connected PV plant in Europe..................................175
Monitoring of the 16.8 kWp PV-Plant with CIS modules in St. Moritz ...........................176
Erste Resultate aus dem Projekt Langzeitverhalten von netzgekoppelten PV anlagen 2 ..177
Netzverbundanlagen im Alpenraum: 12 Anlagen – 12 Jahre Erfahrung ......................178
Rendement énergétique de deux installations photovoltaïques intégrées en silicium
amorphe dans la region neuchâteloise...........................................................................179
Orientation of Solar Panels to the Elevation of the Sun, Revisited ..............................180
A socio-technical simulation for multi user photovoltaic stand-alone systems............181
Le courant vert en Suisse romande.................................................................................182
Solar Electri City Guide .....................................................................................................183
IEA Task 5 - 'Grid Interconnection of Building Integrated and Other Dispersed PVPS '184
IEA Task 7 - PVPS - Photovoltaic Power Systems in the Built Environment .................185
Magazine: FV Fotovoltaici.................................................................................................186
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
Das Elektrizitätsmarktgesetz – Chance oder
Bedrohung für erneuerbare Energien?
Renato Tami, Leiter Rechtsdienst
Bundesamt für Energie
CH-3003 Bern
Email: [email protected]
Inhaltsverzeichnis
1.
2.
2.1
2.2
2.3
3.
4.
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
5.
6.
Anteil Stromproduktion aus erneuerbaren Energien
Geltende Rechtsgrundlagen zur Förderung erneuerbarer Energien
Anschlussbedingungen für unabhängige Produzenten (Energiegesetz)
Finanzhilfen (Energiegesetz)
Beurteilung
Ausgangslage Elektrizitätsmarktgesetz (EMG) und Elektrizitätsmarktverordnung
(EMV)
Fördermassnahmen nach EMG/EMV zur Stärkung erneuerbarer Energien
Kennzeichnung von Elektrizität
Direkter Marktzugang für Ökostrom
Gratisdurchleitung für Ökostrom
Entschädigung der Mehrkosten für Netzbetreiberinnen aus Abnahmepflicht und
Gratisdurchleitung
Darlehen für Wasserkraftwerke
Verschiedene Fördermassnahmen
Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen im EUBinnenmarkt
Schlussbemerkung
"Das Elektrizitätsmarktgesetz und die Elektrizitätsmarktverordnung stellen durch verschiedene flankierende Massnahmen sicher, dass die erneuerbaren Energien – und
dazu gehört auch die Wasserkraft – von der Neuordnung des Strommarktes profitieren
werden.“
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2002
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1.
Anteil Stromproduktion aus erneuerbaren Energien
1.1
Schweizerische Elektrizitätsstatistik 2002
Die Stromerzeugung der Schweiz stützt sich im wesentlichen auf die Wasserkraft und
die Kernenergie. Daneben wird ein kleiner Anteil konventionell-thermisch und mit den
erneuerbaren Energien Wind und Sonne erzeugt. Die Wasserkraft hatte im Jahr 2001
einen Produktionsanteil von 60,2 Prozent. Davon entfielen 25,3 Prozent auf die vorwiegend im Mittelland gelegenen Laufkraftwerke und 34,9 Prozent auf die Speicherkraftwerke in den Bergen. Die Kernkraftwerke produzierten 36,1 Prozent der gesamten
Elektrizität. Die restlichen 3,7 Prozent verteilen sich auf die vorwiegend mit den fossilen Energien Erdgas und Heizöl beziehungsweise mit den erneuerbaren Energien Holz,
Abfall (50 Prozent erneuerbar) und Biogas betriebenen konventionell-thermischen
Kraftwerke. Die direkte Nutzung von Sonne und Wind machten rund 0,02 Prozent der
gesamten Produktion aus. In der Schweiz waren im Jahr 2001 Photovoltaikanlagen
(inkl. Inselanlagen) mit einer gesamten Leistung von 15 MWe installiert, welche rund
11 GWh Strom produzierten. Zusammen mit der Wasserkraft ist rund 60 Prozent der
schweizerischen Stromproduktion von insgesamt 70‘174 GWh erneuerbaren
Ursprungs.
In Europa haben nur gerade Österreich mit 70,9 Prozent Wasserkraft und Norwegen
mit 99,5 Prozent Wasserkraft höhere Anteile an erneuerbaren Energien bei der Stromproduktion. Der EU-Durchschnitt (EU-15) lag im Jahr 2000 bei 14,2 Prozent Wasserkraft.
2.
Geltende Fördermassnahmen für erneuerbare Energien
2.1
Anchlussbedingungen für unabhängige Produzenten
Art. 7 Energiegesetz vom 26. Juni 1998
Art. 2 – 6 Energieverordnung vom 27. Dezember 1998
Empfehlungen des Bundesamtes für Energie betreffend die Vergütung von dezentral
erzeugtem Strom vom 22. Dezember 1999
Netzbetreiberinnen sind nach dem Energiegesetz verpflichtet, die von unabhängigen
Produzenten angebotene Überschussenergie in einer für das Netz geeigneten Form
abzunehmen. Für Elektrizität, die aus nicht erneuerbaren Energien gewonnen wird,
richtet sich die Vergütung nach marktorientierten Bezugspreisen für gleichwertige
Energie. Wird elektrische Energie aus erneuerbaren Energien produziert, richtet sich
die Vergütung nach den Kosten für die Beschaffung gleichwertiger Energie aus neuen
inländischen Produktionsanlagen. Gemäss den gültigen Empfehlungen des Bundesamtes für Energie entsprechen die Beschaffungskosten aus neuen inländischen Produktionsanlagen einem Jahresmittelpreis von 15 Rp./kWh. Bei Wasserkraftwerken ist die
Vergütung mit 15 Rp./kWh beschränkt auf Anlagen mit einer Leistung bis zu 1 MW.
Wasserkraftwerke mit einer höheren Leistung haben jedoch Anspruch auf eine Vergütung nach marktorientierten Bezugspreisen für gleichwertige Energie, d.h. rund
8 – 10 Rp./kWh (vgl. dazu Berechnungsmodell in den Empfehlungen).
2.2
Finanzhilfen (Energiegesetz)
Art. 10 – 15 Energiegesetz
Art. 12 – 17 Energieverordnung
Gestützt auf das Energiegesetz kann das Bundesamt für Energie verschiedene Massnahmen zur Förderung der Nutzung von erneuerbaren Energien mit Finanzhilfen unterstützen. Zu den Fördermassnahmen gehören Information und Beratung, Aus- und Weiterbildung, Forschung sowie Pilot- und Demonstrationsanlagen, anwendungsorientierte
Massnahmen zur sparsamen und rationellen Energienutzung, Abwärmenutzung sowie
zur Nutzung von erneuerbaren Energien. Die anwendungsorientierte Technologieförderung in den Bereichen sparsame und rationelle Energienutzung, Abwärmenutzung und
Nutzung erneuerbarer Energien erfolgt über Globalbeiträge des Bundes an die Kantone. Für das Jahr 2002 hat der Bund 13 Millionen Franken für Globalbeiträge an die
Kantone reserviert. Eine direkte Unterstützung durch den Bund kann in diesen Bereichen nur noch ausnahmsweise erfolgen, wenn ein Projekt von nationalem Interesse ist
oder wenn dieses auf dem Gebiet mehrerer Kantone liegt.
Im Jahre 2001 hat das Bundesamt für Energie für die Förderung der Photovoltaik rund
4 Millionen Franken aufgewendet (Forschung 1,7 Mio; Pilot und Demo 1,2 Mio; Förderung 1,1 Mio). Hinzu kommen die Finanzhilfen der Kantone, die teilweise aus den Globalbeiträgen des Bundes finanziert werden.
2.3
Beurteilung
Die Massnahmen des Energiegesetzes und der Energieverordnung bilden einen ersten
guten Schritt in die richtige Richtung. Im Hinblick auf die Strommarktöffnung sind diese
Massnahmen aber unzureichend. Bereits heute kommt die Abnahme- und Vergütungspflicht von Strom aus erneuerbaren Energien unter Druck, da die Netzbetreiberinnen
die Mehrkosten nicht vergütet bekommen. Die Kantone haben von der im Energiegesetz vorgesehenen Möglichkeit der Errichtung von Ausgleichsfonds keinen Gebrauch
gemacht. Zunehmende Gerichtsverfahren sind die Folge.
Die von Bund und Kantonen zur Verfügung gestellten finanziellen Mittel reichen nicht
aus, um der Nutzung neuer erneuerbarer Energien umfassend zum Durchbruch zu verhelfen.
3.
Ausgangslage Elektrizitätsmarktgesetz und Elektrizitätsmarktverordnung
Die Volksabstimmung über das Elektrizitätsmarktgesetz (EMG), gegen welches insbesondere von gewerkschaftlicher Seite das Referendum ergriffen wurde, findet am
22. September 2002 statt. Das Elektrizitätsmarktgesetz ist ein Rahmengesetz und basiert auf den Prinzipien der Subsidiarität und Kooperation. Gezwungenermassen überlässt das Elektrizitätsmarktgesetz dem Verordnungsgeber, aber auch der Elektrizitätsbranche einen verhältnismässig grossen Spielraum. Der Bundesrat hat daher beschlossen, die Elektrizitätsmarktverordnung (EMV) noch vor der Volksabstimmung über
das Elektrizitätsmarktgesetz definitiv zu verabschieden. Der von Oktober bis November
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2001 in die Vernehmlassung geschickte Vorentwurf fand wenig Anklang. Die Überarbeitung des Verordnungsentwurfes erfolgte gestützt auf die klaren Postulate aus der
Vernehmlassung, begleitet durch intensive Gespräche mit Parlamentariern aus den
Bundesratsparteien und Vertretern aus den Kantonen und den wichtigsten gesamtschweizerischen Wirtschafts-, Konsumenten- und Umweltorganisationen. Am 27. März
2002 verabschiedete der Bundesrat die definitive Fassung der Elektrizitätsmarktverordnung. Eine breit abgestützte Allianz für eine geordnete Strommarktöffnung stellte
sich gleichentags hinter die Verordnung und machte sich stark für ein Ja zum Elektrizitätsmarktgesetz.
4.
Fördermassnahmen EMG/EMV zur Stärkung erneuerbarer
Energien
Elektrizitätsmarktgesetz vom 15. Dezember 2000
Elektrizitätsmarktverordnung vom 27. März 2002
4.1
Kennzeichnung von Elektrizität
Art. 12 und 23 EMG
Art. 9,16 und 24 Abs. 4 EMV
Das Elektrizitätsmarktgesetz ermöglicht die Kennzeichnung des den Verbrauchern gelieferten Stroms. Dadurch kann der Strombezüger bestimmen, wie der von Ihnen gekaufte Strom erzeugt wird und woher dieser stammt. Die Angabe der Erzeugungsart
muss auf den durchschnittlichen Werten der Erzeugung und Beschaffung des vorangegangenen Geschäftsjahres basieren. Die Kennzeichnungspflicht dient einerseits dem
Schutz der Konsumenten, andererseits aber auch der Förderung der Elektrizität aus
erneuerbaren Energien, indem ihre Vermarktung erleichtert wird. Die Pflicht zur Kennzeichnung der Elektrizität besteht sowohl in den Angeboten wie auch bei der Rechnungsstellung. Letztere muss für die Endverbraucherinnen- und verbraucher transparent und vergleichbar sein und aufgeschlüsselt nach Durchleitungsvergütung und Preis
für die Energie verfolgen. Wer Vorschriften über die Kennzeichnung von Elektrizität
verletzt, wird bei Vorsatz mit Haft oder mit Busse bis zu Fr. 100'000.-- bestraft. Bei
Fahrlässigkeit beträgt die maximale Busse Fr. 50'000.--.
4.2
Direkter Marktzugang für Ökostrom
Art. 27 Abs. 1 Bst. b Ziff. 3 EMG
Art. 27 Abs. 1 Bst. c EMG
Art. 29 EMV
Das Elektrizitätsmarktgesetz ermöglicht, dass Strom aus erneuerbaren Energien (bei
Wasserkraft aus Anlagen bis 1 MW Leistung) sowie Überschussenergie, die von unabhängigen Produzenten nach dem Energiegesetz abgenommen werden muss, schon ab
Beginn der Marktöffnung direkt an beliebige Endkonsumenten, d.h. auch an Haushalte,
geliefert werden kann. Um Missbräuche zu verhindern wird verlangt, dass der betreffenden Netzbetreiberin ein Erzeugungsnachweis des (unabhängigen) Produzenten vorgelegt werden muss. Dieser muss insbesondere Angaben zur eingesetzten
Primärenergie und zur Leistung der Anlage enthalten. Für Ökostrom ist somit der Markt
bereits ab Inkrafttreten des Elektrizitätsmarktgesetzes vollständig geöffnet. Davon profitieren alle: Konsumenten, Anbieter von erneuerbarer Energie und die Umwelt.
4.3
Gratisdurchleitung für Ökostrom
Art. 29 EMG
Art. 28 und 29 EMV
Die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien (Photovoltaik, Wind, Biomasse,
neue Kleinwasserkraftwerke usw.) ist in der Regel teurer als die konventionelle Stromerzeugung. Das Elektrizitätsmarktgesetz sieht daher vor, dass die Durchleitung von
Strom aus solchen Kleinanlagen während 10 Jahren gratis ist. Die Gratisdurchleitung
gilt für Anlagen, die erneuerbare Energien nutzen, bis 1 MW Leistung. Für Wasserkraftwerke gilt die Gratisdurchleitung nur für Anlagen bis zu einer Leistung von max.
500 kW. Weiter verlangt das Elektrizitätsmarktgesetz, dass die Anlagen nicht wirtschaftlich betrieben werden können. Eine nicht wirtschaftliche Anlage liegt vor, wenn
die Gestehungskosten für die erzeugte Elektrizität höher als 15 Rp./kWh sind. Um
Missbräuche zu vermeiden, wird auch für die Gratisdurchleitung die Vorlage eines Erzeugungsnachweises verlangt.
4.4
Entschädigung der Mehrkosten für Netzbetreiberinnen aus Abnahmepflicht
und Gratisdurchleitung
Art. 7 Abs. 7 EnG (Art. 26 Ziff. 4 EMG)
Art. 29 EMG
Art. 21 EMV (Art. 5bis EnV), Art. 28 EMV
Das Energiegesetz verlangt von den Netzbetreiberinnen, dass sie Strom von unabhängigen Produzenten, der aus erneuerbaren Energien produziert wird, abnehmen und zu
einem Jahresmittelpreis von 15 Rp./kWh vergüten müssen (vgl. Ziff. 2.1). Aus dieser
Vergütungsregelung können für die Netzbetreiberinnen erhebliche Mehrkosten entstehen, v.a. wenn sie mehrere unabhängige Produzenten in ihrem Netzgebiet haben. Zusätzliche Mehrkosten entstehen den Netzbetreiberinnen aus der Gratisdurchleitung für
Ökostrom (vgl. Ziff. 4.3.). Alle diese Mehrkosten bleiben mit dem Elektrizitätsmarktgesetz aber nicht bei den Netzbetreiberinnen hängen. Das Elektrizitätsmarktgesetz sieht
diesbezüglich vor, dass die Mehrkosten von der nationalen Netzgesellschaft durch einen Zuschlag auf den Kosten des Übertragungsnetzes übernommen werden müssen.
Damit erfährt die bereits heute im Energiegesetz bestehende Vergütungspflicht von
15 Rp./kWh für dezentral erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien eine entscheidende Verbesserung. Nach Abschätzungen des Bundesamtes für Energie entstehen
dadurch auf dem Übertragungsnetz Mehrkosten von insgesamt rund 43 Millionen
Franken (pro kWh weniger als 0,1 Rp.).
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
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4.5
Darlehen für Wasserkraftwerke
Art. 28 EMG
Art. 30 und 31 EMV
Die Wasserkraft als Rückgrat unserer Elektrizitätsversorgung gilt es zu schützen. Eine
wichtige Massnahme hierzu sind die Darlehen, die der Bundesrat während 10 Jahren
in Ausnahmefällen zu Gunsten von Wasserkraftwerken ausrichten kann. Dabei geht es
einerseits um Anlagen, die wegen der Strommarktöffnung vorübergehend nicht in der
Lage sind, ihre vollen Kosten zu erwirtschaften (sogenannte nicht amortisierbare Investitionen), andererseits um Wasserkraftwerke, deren Erneuerung ohne Bundeshilfe
gefährdet ist. Darlehen an Wasserkraftwerke mit nicht amortisierbaren Investitionen
sind nur möglich, wenn der Investitionsbeschluss vor dem 31. Dezember 1996 erfolgt
ist. Die wichtigste einheimische Energiequelle Wasserkraft wird somit durch das Elektrizitätsmarktgesetz gefördert, Arbeitsplätze und Steuereinnahmen werden gesichert.
4.6
Verschiedene Fördermassnahmen
Art. 8 Abs. 4 EMG, Art. 14 Abs. 4 EMV
Art. 3 Abs. 1 Bst. c EMV
Art. 26 Abs. 4 EMV
Das Elektrizitätsmarktgesetz verpflichtet die schweizerische Netzgesellschaft, die für
den Betrieb des Übertragungsnetzes erforderliche Elektrizität vorrangig aus erneuerbaren Energien zu beziehen. Konkret bedeutet dies, dass die Netzgesellschaft für die
Frequenz- und Spannungshaltung und für die nötige Reserveenergie Strom aus Wasserkraftwerken verwenden muss. Diese Bestimmung bezweckt insbesondere, dass die
heutige Spitzenenergie aus Wasserkraft inskünftig nicht durch andere Produktionsformen (z.B. Gas-Kombi-Kraftwerke) ersetzt wird.
Aufgrund der durchgeführten Vernehmlassung wurde die Elektrizitätsmarktverordnung
auch mit einer Bestimmung ergänzt, wonach die Netzbetreiberinnen bei der Ermittlung
der verfügbaren Durchleitungskapazität angemessene Netzreserven bereithalten müssen für unregelmässig erzeugte Elektrizität aus erneuerbaren Energien. Damit soll sichergestellt werden, dass die Elektrizität, die aus neuen erneuerbaren Energien wie
Sonne und Wind produziert wird, zur Produktionszeit auch tatsächlich durchgeleitet
werden kann und nicht wegen einem gerade zu diesem Zeitpunkt bestehenden Kapazitätsengpass im Netz abgewiesen wird.
Schliesslich enthält die Elektrizitätsmarktverordnung auch eine Fördermassnahme zu
Gunsten der in Kehrichtverbrennungsanlagen produzierten Elektrizität. Bekanntlich
besteht rund 50 Prozent des Kehrichts aus Biomasse (Holz, Papier, Grünabfälle etc.).
Diesem Aspekt Rechnung tragend sieht die Elektrizitätsmarktverordnung vor, dass die
Betreiberinnen von Kehrichtverbrennungsanlagen mit 50 Prozent der von ihnen
produzierten Überschusselektrizität einen direkten Marktzugang haben. Auch hier ist
ein Erzeugungsnachweis erforderlich. Für die Netzbenutzung müssen die Betreiberinnen der Kehrichtverbrennungsanlagen (bzw. die Konsumenten) jedoch die übliche
Durchleitungsvergütung bezahlen. Es geht hier lediglich um einen vorgezogenen
Marktzugang analog dem direkten Marktzugang für Ökostrom (vgl. Ziff. 4.2).
5.
Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren
Energiequellen im EU-Binnenmarkt
Richtlinie 2001/77/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom
27. September 2001 zur Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen im Elektrizitätsbinnenmarkt.
Gemäss dem Weissbuch über erneuerbare Energieträger der EU ist die Förderung der
Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen aus Gründen der Sicherheit und
Diversifizierung der Energieversorgung, des Umweltschutzes und des sozialen und wirtschaftlichen Zusammenhalts für die Gemeinschaft von hoher Priorität. Das Potential
zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen wird derzeit in der EU noch unzureichend
genutzt. Die EU hält es daher für erforderlich, erneuerbare Energiequellen prioritär zu
fördern, da deren Nutzung zum Umweltschutz und zur nachhaltigen Entwicklung beiträgt. Nach der Richtlinie zur Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen müssen die Mitgliedstaaten Massnahmen ergreifen, um den Verbrauch von
Strom aus erneuerbaren Energiequellen bis zum Jahr 2010 nach vorgegebenen nationalen Richtzielen zu steigern. Demnach muss beispielsweise Österreich den heutigen
Anteil der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien von 70,9 Prozent bis zum Jahr
2010 auf 78,1 Prozent steigern. Diese Richtlinie macht deutlich, dass den erneuerbaren Energiequellen auch europaweit im Elektrizitätsbinnenmarkt eine zentrale Rolle
eingeräumt wird. Die Fördermassnahmen für erneuerbare Energien im Elektrizitätsmarktgesetz liegen diesbezüglich ganz auf der Linie der EU.
6.
Schlussbemerkung
Die Öffnung des Strommarktes in der Schweiz hat bereits begonnen und wird mit oder
ohne Elektrizitätsmarktgesetz auch weiter voranschreiten. Am 22. September 2002
lautet die Frage nicht, wollen wir eine Marktöffnung Ja oder Nein. Die Frage lautet,
wollen wir eine geregelte oder wilde Marktöffnung. Das Elektrizitätsmarktgesetz und
die Elektrizitätsmarktverordnung schaffen für die erneuerbaren Energien die nötigen
Voraussetzungen, damit sie sich im liberalisierten Markt positionieren und ihre Kunden
sichern können.
Das Elektrizitätsmarktgesetz ist eine echte Chance für erneuerbare Energien und verdient daher ein Ja am 22. September 2002.
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Ökostromlabeling – eine Chance für
Solarstrom?
Cornelia Brandes, Geschäftsleiterin VUE Verein für umweltgerechte Elektrizität
Brandes Energie, Lindenhofstrasse 15
CH-8001 Zürich
Email: [email protected]
Ein Markt für Ökostrom – Anforderungen der Konsumentinnen
und Konsumenten - warum Ökostromlabels?
Die Liberalisierung (mit und ohne EMG) hat auch auf dem Elektrizitätsmarkt aus Energie oder Energiedienstleistungen Produkte gemacht, die unter gewissen Marken (bekannten und neuen) verkauft werden.
Konsumentinnen und Konsumenten sind bereit, für Ökostrom gegenüber den heutigen
Tarifen einen Aufpreis zu bezahlen. Sie wollen dafür aber eine glaubwürdige Ökologisierung: Ökologisierung der bestehenden Kraftwerke und Ökologisierung durch Zuwachs von neuen erneuerbaren Energietechniken wie Sonne, Wind oder Biomasse.
Eine besondere Problematik gegenüber anderen Märkten ergibt sich aus dem Umstand, dass der Konsument und die Konsumentin das besondere Produkt, das sie bestellt haben, aus der gleichen Steckdose beziehen wie den Strom früher.
Deshalb ist die Glaubwürdigkeit der neuen Stromprodukte und Strommarken ein wichtiger Faktor für den Verkaufserfolg; vor allem bei den Ökoprodukten, die ja eher zum
Höherpreissegment gehören.
Damit gewinnen Qualitätslabels und ihre Bedingungen an Bedeutung.
Natürlich gibt es auch Ökostromprodukte, Ökostrommarken, die diesen Namen verdienen, ohne gelabelt zu sein; es gibt aber leider auch Ökostromprodukte, die sich so
nennen, obwohl sie nicht mit einem Ökostromlabel ausgezeichnet sind.
In diesem Umfeld lohnt es sich, ein paar Überlegungen anzustellen zur besonderen
Rolle der Photovoltaik, die an sich bei den Kunden und Kundinnen schon hohe Glaubwürdigkeit besitzt:
Was bedeutet Ökostromlabeling für die Photovoltaik?
Die wichtigsten Label für erneuerbare Energien, insbesondere
für Photovoltaik, ausserhalb der Schweiz
Im deutschsprachigen Raum werden folgende Labels für Photovoltaik angeboten,
davon sind nur die TÜV-Labels auch in der Schweiz erhältlich:
Grüner Strom Silber und Gold
·
·
·
·
·
·
für folgende Energiesysteme: Wasser, Biomasse aus ökologischem Anbau,
Klärgas, Grubengas, Wind, Geothermie und
Solar für Anlagen < 5 MW, wenn freistehend < 100 kW
mindestens 1% Solarenergie
Zusätzliche Zuschüsse gegenüber EEG von mindestens 1 Cent/kWh (Silber)
Zusätzliche Zuschüsse gegenüber EEG von mindestens 2 Cent/kWh (Gold)
Keine KKW-Betreiber
okpower
·
·
·
·
für folgende Energiesysteme: Wasser, Holz, Biomasse, Wind, Geothermie, WKK,
Wasserstoff und
Solar
für Händler: maximal 50% WKK, mindestens 33% neue Anlagen
Fondsmodell: mindestens 1 Cent/kWh zusätzliche Zuschüsse gegenüber EEG
TÜV EE01, VdTÜV 1303
·
·
·
für folgende Energiesysteme: Wasser, Biomasse, Biogas, Deponiegas, Wind,
Geothermie und
Solar
25% neue Anlagen
TÜV UE01
·
·
·
mindestens 50% "Standard TÜV EE01"
50% fossile WKK
Vollversorgung
TÜV UE02
·
·
·
wie UE01
keine Neuanlagen nötig
Teilversorgung möglich
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Das schweizerische Label naturemade mit zwei Qualitätsstufen
naturemade trägt dem Bedürfnis der Kundschaft nach Glaubwürdigkeit Rechnung:
·
·
·
mit einer breiten Trägerschaft (Umweltverbände, Konsumentenverbände, Verbände neuer erneuerbarer Energien und Wasserwirtschaftsverband, Stromproduzenten und –Lieferanten, Grosskonsumenten)
mit zwei Qualitätsstufen (naturemade basic für klimaschonenden Strom und
naturemade star mit sehr strengen Bedingungen für eigentlichen Ökostrom)
mit dem Fördermodell für Ökostrom, das für beide Qualitätsstufen gilt
Verfahren und Kriterien der zwei Qualitätstufen
Basic
Es gelten folgende Kriterien:
·
·
·
·
·
ausschliesslich Strom aus erneuerbaren Quellen
legal compliance: Vorhandensein aller technischen und rechtlichen Voraussetzungen für den Betrieb einer Anlage zur Bereitstellung elektrischer Energie
Umweltmanagementsystem bei Anlagen über 10 MW
Energiemanagement: Durchführen geeigneter Mess- und Überwachungstätigkeiten für ein dem Unternehmen angepasstes Energiemanagement
Herkunftsdeklaration und Produkteinformation (prozentuale Zusammensetzung
der verwendeten Energieträger, Herkunft der eingesetzten Energieträger, Standort der Produktionsstätte, Zertifikatnummer)
Lieferanten von naturemade basic Strom müssen das Fördermodell erfüllen.
Star
Es gelten zusätzlich zu den basic Kriterien:
·
·
Global-ökologische Kriterien (Indexberechnung für eine globale Ökobilanz nach
der Beurteilungsmethode Ecoindicator 99, was nicht von allen Photovoltaikanlagen erfüllt wird, kein Einsatz gentechnisch veränderter Organismen, Sicherung
Fruchtbarkeit und Ertragsfähigkeit der Böden bei Abbau von Brennstoffen zwecks
Stromerzeugung, keine Beeinträchtigung der Umgebung durch Anlagenerweiterung oder Neubau ohne Ersatz),
Lokal-regionale Kriterien (Photovoltaik: auf bereits überbauten Flächen errichtet;
Windkraft: Erfüllen der Anforderungen an den Landschaftsschutz gemäss Suisse
Eole; Biomasse: keine Beeinträchtigung des Landschaftsbildes, keine Geruchsemissionen, Anbau des Brennstoffes erfüllt die Richtlinien des Integrierten Pflanzenschutzes; Wasserkraft: Restwasserregelungen, Schwall-/Sunkregelungen,
Stauraummanagement, Geschiebemanagement, Anlagengestaltung)
Es gilt wiederum das Fördermodell für Lieferanten.
Für star Wasserkraft ist zudem vorgeschrieben:
·
Einrichtung eines Fonds für ökologische Verbesserungsmassnahmen: Aus dem
Fonds (1 Rp pro verkaufte kWh) werden ökologische Verbesserungsmassnahmen
im Umfeld des Kraftwerkes (hydrologisches Einzugsgebiet) finanziert. Die Massnahmen werden lokal von den Kraftwerksbetreibern, den Behörden zusammen
mit Umweltschutzorganisationen bestimmt.
Glaubwürdigkeit von Labels aus ökologischer Sicht
Eine Untersuchung von SAFE, der Schweizerischen Agentur für Energieeffizienz, hat
gezeigt, dass naturemade von den in der Schweiz eingesetzten Labels aus ökologischer Sicht das Glaubwürdigste ist. Das gilt für beide Qualitätsstufen, in besonderem
Masse aber für naturemade star, das als einziges der geprüften Labels der hiesigen
Energieversorgung Rechnung trägt und u.a. die Wasserkraft sehr sorgfältig beurteilt.
Das Fördermodell von naturemade und der Zertifikatehandel
Das Fördermodell unterstützt einerseits die Ökologisierung der Wasserkraft und andererseits den Zubau an neuen erneuerbaren Energien. Das Fördermodell gilt nur für Lieferanten, weil dadurch direkt die Kundschaft die Menge an neuen Anlagen bestimmt.
Für Lieferanten bedeutet das Fördermodell:
·
Mindestens 5% der mit naturemade zertifizierten und verkauften Strommenge
muss als star zertifizierter Strom bereitgestellt werden, davon wiederum mindestens die Hälfte durch Strom aus Sonne, Wind und Biomasse, die andere Hälfte
z.B. durch star Wasserkraft.
Lieferanten können die notwendigen Fördermodell-Strommengen selber erzeugen oder
sie anderswo beschaffen. Die Vorgaben des Fördermodells sind aber hoch und nicht
einfach zu erfüllen. Deshalb unterstützt der VUE auch eine dezentrale Einspeisung ins
Fördermodell. Produzenten von star-Strom, insbesondere Photovoltaik-Analgen mit
schwierigen Vermarktungsverhältnissen irgendwo in der Schweiz, gehen LieferVereinbarungen mit star Lieferanten ein.
Da solche Vereinbarungen dem Fördermodell dienen, ist der VUE daran, Instrumente
zur vereinfachten Abwicklung dieser Vereinbarungen zu entwickeln. Der Zertifikatehandel soll mit und ohne EMG national und europaweit funktionieren.
Vom heute in der Schweiz produzierten Solarstrom sind knapp 3 GWh mit naturemade
star zertifiziert, das sind mehr als zwei Drittel. Insgesamt hat die Photovoltaik an der
verkauften naturemade-star Energie einen Anteil von 1,7%, Wind von 2,6%, der Rest ist
im wesentlichen Wasserstrom.
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Fazit: Chancen und Risiken des Ökostromlabeling für Photovoltaik
Glaubwürdigkeit
Photovoltaik spielt eine wichtige Rolle als Ökostrom, spielt sie aber nicht allein und
immer wieder werden von Zweiflern auch Themen wie die Graue Energie aufgeworfen.
Zur klaren Positionierung hilft ein Label wie naturemade, das auf einfache Art auch für
PV-Anlagen die globale Ökobilanz rechnet und garantiert.
Einheitlicher Marktauftritt - Klarheit für die Kunden
Mit einem einzigen Label für verschiedene Ökostromprodukte können die Lieferanten
eine einheitliche Markenstrategie führen; es herrscht mehr Transparenz für die
Kundschaft.
Schweizer Label
Von einem breit abgestützten Schweizer Label profitiert jeder Ökostrom.
Ökologisierung der Wasserkraft
Mit der Unterstützung von naturemade fördert die Solarbranche die saubere Wasserkraft.
Eines der grössten Fördermodell der Schweiz
Das Fördermodell des VUE ist nach der Ablehnung verschiedener Energieabgaben eines der grössten Fördermodelle für Ökostrom in der Schweiz. Wenn der VUE seine
gesteckten Zertifizierungsziele erreicht, wird von seinen Lizenznehmern ein wesentlicher Beitrag an die EnergieSchweiz-Ziele im Bereich erneuerbare Elektrizität geleistet.
Solarstrom im Ökostrommarketing ein Türöffner
Erika Linder, Solarstrom-Marketing und AEE-Dachmarketing Ökostrom
Linder Kommunikation AG, Gemeindestrasse 48
CH-8030 Zürich
Email: [email protected]
Am Anfang war die Sonne - und eine Handvoll EWs, die diese ressourcenschonende
Energiequelle verstärkt nutzen wollten. Die sogenannten Solarstrombörsen machten
in den letzten Jahren Karriere. Damit verbunden waren und sind Nutzen für alle Beteiligten: Für die EWs ebenso wie für die Kundschaft, für die Anbieter und Planer von
Solaranlagen ebenso wie für die Umwelt.
Neues Profil für EWs
Für viele EWs war die Errichtung einer Solarstrombörse die erste Gelegenheit, echtes Marketing zu betreiben. Es ging darum, ein neues Produkt zu lancieren, die
Wünsche der Kunden und ihre Zahlungsbereitschaft auszuloten und ihr Informationsbedürfnis zu stillen. Solarstrommarketing entpuppte sich als willkommenes
Instrument zur Profilierung im Hinblick auf den freien Markt.
Fordern heisst fördern
Umgekehrt realisierten die Konsumentinnen und Konsumenten plötzlich, dass ihr
EW kein starrer Monopolist, sondern ein flexibles Unternehmen ist, welches mehr
beeinflussen kann, als je gedacht. Dank den Solarstrombörsen haben Kundinnen
und Kunden eine Wahl. Sie erfahren, dass sie mit ihrer Nachfrage Einfluss auf die
Art der Stromproduktion nehmen können.
Bedeutender Marktfaktor
Nicht zuletzt profitierten Anbieter und Planer von Solaranlagen. Die durch die verschiedenen Solarstrombörsen ausgelösten Investitionen haben sich zur zentralen
Stütze des PV-Marktes entwickelt.
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One voice
Immer mehr Menschen sind nicht mehr gleichgültig gegenüber der Herkunft "ihrer"
Elektrizität. Immer mehr EWs bauen deshalb ihr Angebot aus und bieten nebst Solarstrom weiteren Ökostrom aus erneuerbaren, ökologischen Quellen an, z.B. aus
Wind, Wasser oder Biomasse.
Und weil alle diese Ökostromarten zwar einiges unterscheidet, vieles aber auch verbindet, haben sich die Verantwortlichen entschieden, einen Teil der Kommunikation
gemeinsam anzugehen. Das sogenannte Dachmarketing Ökostrom findet unter der
Ägide der Agentur für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz (AEE) statt.
Die Massnahmen richten sich einerseits an die breite Öffentlichkeit, andererseits an
die Anbieter von Ökostrom. Dazu gehören beispielsweise:
¨ Medienarbeit in der Breitenpresse
¨ Ökostrom-Arena: Eine Tagung vor allem für mittlere und kleinere EWs am 2.Juli
in Zürich.
¨ Ökostrom-City: Ein Wettbewerb für Energiestädte in Zusammenarbeit mit EnergieSchweiz für Gemeinden.
¨ Courant-vert: Die Aktion in der Romandie für das überdachende ÖkostromMarketing
¨ Flyer "Ökostrom - Sie haben die Wahl. Seien Sie wählerisch", Leporello "Wir sind
auch morgen da!" und website www.erneuerbar.ch: Drei Instrumente zur Verbreitung der Botschaften auf unterschiedlichen Kanälen.
¨ Vorgehensberatung: Infoset und individuelle Beratung für EWs
¨ Profilierung Label Naturemade
Wer macht was?
Zu den Massnahmen gehört auch eine Umfrage unter den Ökostromanbietern mit
dem Ziel, eine aktuelle Marktübersicht zu erhalten. Die Umfrage zeigt, dass die
grosse Mehrheit der Anbieter mit einem Solarstromangebot begonnen hat. Mit dem
Türöffner Solarstrom konnten die Herzen fortschrittlicher KundInnen gewonnen
werden. Darauf aufbauend habe einige EWs ihr Angebot verbreitert . Die einen bieten heute einen Ökostrommix an und können so den im Verhältnis teuren Solarstrom mit einem günstigeren Produkt mixen. Andere setzen auf die Einzelproduktestrategie und offerien Ökostrom aus Sonne, Wind oder Wasser getrennt an.
(Die detaillierten Resultate der Umfrage werden an der Tagung vorgestellt).
Here come's the sun
Solarstrom gehört nach wie vor zu den grossen Sympathieträgern. Positive Werte
werden mit dieser Energielieferantin assoziiert. Auch in der Anwendung zeigen sich
viele Vorteile: Dank der kurzen Planungs- und Bauzeiten kann rasch auf eine steigende Nachfrage reagiert werden. Die Installation erfolgt auf bereits überbauten
Flächen. Die meisten Anlagen befinden sich vor Ort, sie sind also oft sichtbar für die
Kundinnen und Kunden und gut kommunizierbar.
Unter dem Motto "Here come's the sun" haben wir zwei Gestalter und eine Auszubildende eingeladen, ihre Ideen zu "Sonne und Strom" zu visualiseren. Erstmals stellen
wir heute die Ergebnisse einem Publikum vor. Unter anderem wird mit ausgewählten
Sujets ein Kartenset produziert. Für Ihren Eigengebrauch senden wir Ihnen gerne ein
Exemplar. Wer diese Kartensets an Geschäftspartner, SolarstromkundInnen oder
weitere Interessierte verschenken möchte, findet eine Bestellmöglichkeit auf dem
Dokumentationstisch.
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Erneuerbare Energien – Marktvorteil für ewz?
Bruno Hürlimann, Leiter Markt und Kunden
ewz, Tramstrasse 35
CH-8050 Zürich
Email: [email protected]
Die ewz-Solarstrombörse ist über die Schweizergrenzen bekannt und hat als «Zürcher
Modell» zahlreiche Nachahmer gefunden. Dank den rund 8000 Kundinnen und Kunden, die bei ewz Solarstrom kaufen, werden bis Ende 2002 rund 70 Solaranlagen mit
einer Leistung von annähernd 2,5 Megawatt installiert sein. Damit konnte das ursprüngliche Photovoltaikziel des Bundesprogramms Energie 2000 für die Stadt Zürich
erreicht werden. Unsere Annahme beim Start der Solarstrombörse im Jahr 1997, dass
der Preis pro Kilowattstunde (kWh) sinken werde, hat sich bestätigt. Nach anfänglichen
1.20 Franken pro kWh beträgt der Preis heute noch 85 Rappen pro kWh. Dieser Erfolg
ist jedoch nur bedingt auf die sinkenden Anlagenpreise zurückzuführen. Wesentlich
stärker zur Verbilligung von Solarstrom haben Subventionen vom Bund und Fördergelder aus dem ewz-Stromsparfonds beigetragen. Der technologische Durchbruch und die
daraus resultierenden Kostensenkungen für Photovoltaik lassen jedoch weiter auf sich
warten. Tatsache ist, dass auch in naher Zukunft ohne Fördermittel kein eigenständiger Photovoltaikmarkt existieren wird. Mit viel Pioniergeist hat sich ewz 1997 aufgemacht, mit der Solarstrombörse etwas Schwung in die als eher konservativ geltende
Elektrizitätswirtschaft zu bringen. Das Engagement für die Solarenergie hat uns neben
dem Schweizerischen und dem Europäischen Solarpreis ein Image als modernes, umweltorientiertes Unternehmen eingebracht. Diese gute Position erachten wir als Marktvorteil für die bereits einsetzende Öffnung des Strommarktes.
Die wieder etwas abklingende Liberalisierungseuphorie der Neunzigerjahre hinterlässt
in der Stromwirtschaft nachhaltige Spuren. Diese Branche befindet sich in der Schweiz
und in Europa im grössten Umbruch ihrer Geschichte. Dem Negativbeispiel einer eher
missglückten Marktöffnung in Kalifornien stehen in Europa durchaus auch positive
Meldungen von sinkenden Strompreisen, gleich bleibender Versorgungssicherheit und
besserem Kundennutzen gegenüber. Liberalisierung heisst Konkurrenz, und dies ruft
nach einer Positionierung des eigenen Unternehmens im Markt. Für die Energieversorger ist dies grundsätzlich Neuland, waren sie doch als Monopolisten mit Fragen wie
«brand building» eher selten konfrontiert. Eine Marke wie ewz wird jedoch im zukünftig
geöffneten Markt zu einem wesentlichen Unterscheidungsmerkmal.
Es ist nicht einfach, die «commodity» Strom als Produkt zu verkaufen. In erster Linie will
der Kunde einfach Strom. Dabei sind Preis und Versorgungssicherheit in der Regel
wichtiger als die Herkunft. Eine Anzahl Kunden wünscht jedoch auch Auskunft über die
Art der Stromerzeugung. Strom lässt sich nicht so leicht vermarkten wie beispielsweise
Joghurt. Während bei einem Joghurt die Verpackung optisch ansprechend gestaltet
werden kann, besteht dazu beim Produkt Strom keine Möglichkeit. Die Vielfalt der Joghurtprodukte verlangt vom Kunden permanente Entscheidungsprozesse – man kann
zwischen Herkunft, Qualität, dem Lieferanten und der Verpackung wählen. Gemeinsam
ist den beiden Produkten Joghurt und Strom, dass Sie als Kunde dem Produkt die Güte
und Qualität nicht ansehen. Dafür braucht es ein Labeling – ein Gütesiegel oder Qualitätszeichen. Das Joghurt manifestiert seine innere Qualität über den Aufdruck «Bio»,
aber auch der Strom lässt sich mit Labels zertifizieren: Das Stromlabel naturemade
star entspricht dem «Bio»-Label. ewz erachtet Labeling für Stromprodukte als sehr wichtig, denn der Kunde soll im zukünftigen Stromdschungel eine Orientierungshilfe erhalten. Nach der Marktöffnung wird man auch beim Strom wählen können. Bei ewz ist
dies in beschränktem Ausmass schon jetzt möglich, da der Kunde die Wahl hat, zertifizierten Ökostrom zu kaufen.
ewz geniesst beim Thema Ökostrom eine hohe Glaubwürdigkeit bei seinen Kundinnen
und Kunden. Damit dies auch in Zukunft gewährleistet ist, braucht es eine unabhängige Kontrollstelle. Diese Rolle wird vom Verein für umweltgerechte Elektrizität (VUE)
wahrgenommen mit seinen zwei Labels naturemade basic und naturemade star, wobei
Letzteres als eigentliches Ökostromlabel gilt. Strom aus der ewz-Solarstrombörse wird
von ewz neu unter der Swisspower-Marke Premium Solar verkauft. Premium Solar ist
selbstverständlich naturemade-star-zertifiziert. In Zukunft wird Strom ein Produkt auf
dem freien Markt sein. Sämtliche Anbieter werden sich voneinander abheben wollen.
Zwei Kriterien werden dann im Vordergrund stehen: die Herkunft und der Preis. Laut
Umfragen wünschen 70 Prozent der Schweizer Bevölkerung eine nachhaltige Energieproduktion, ohne sich jedoch über Details wie teurere Preise und verschiedene Produktionsarten bewusst zu sein (Quelle: IPSO-Umfrage). Auf Grund dieses Kundenbedürfnisses hat ewz seine Produktpalette mit Premium Water von Swisspower erweitert.
Premium Water ist ökologische Wasserkraft, naturemade-star-zertifiziert und wird im
lokalen ewz-Wasserkraftwerk Höngg produziert. Die Preis pro Kilowattstunde ist
27 Rappen.
Für ewz gilt grundsätzlich: Ökostrom gleich naturemade star.
Es freut uns, dass die meisten bisherigen Kundinnen und Kunden dem Produkt Premium Solar treu geblieben sind. Zudem haben viele langjährige Solarstromkundinnen und
Solarstromkunden ihre bisher bestellte Solarstrommenge mit einem Anteil Premium
Water ergänzt. Bei ewz ist es sogar möglich, den gesamten individuellen Energiebedarf
mit Ökostrom abzudecken. Diese Vollversorgung besteht aus einem Mix von 95 Prozent
Premium Water und 5 Prozent Premium Solar. Mehrere Hundert Kundinnen und Kunden haben diese Variante gewählt und bezahlen damit eine fast doppelt so hohe
Stromrechnung. Rund 5 Prozent der Privatkundschaft nutzt unser Ökostromangebot,
was im internationalen Vergleich sehr hoch ist. Wie stark sich dieser Anteil noch steigern lässt, ist eine offene Frage. ewz ist jedoch überzeugt, dass mit konzentrierten
Marketinganstrengungen noch eine Steigerung erzielt werden kann. Schon mehrere
Geschäftskunden decken ihren Strombedarf mit einem Teil Premium Water und Premium Solar ab. Auch bei den Geschäftskunden sehen wir weitere Marktchancen, vor allem dann, wenn diese Unternehmen ISO-14001-zertifiziert sind: ewz kann mit einer
Lieferung von Ökostrom mithelfen, die unter ISO-14001 definierten Umweltziele zu
erreichen.
In Zusammenarbeit mit Swisspower plant ewz zusätzlich die Einführung eines Wasserkraftproduktes gemäss den Anforderungen von naturemade basic. Damit wollen wir im
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ersten Schritt Geschäftskunden und in einem zweiten Schritt Privatkunden ansprechen. In Zukunft entscheidet also der Kunde, ob er Ökostrom (naturemade-starzertifiziert), Schweizer Wasserkraft (naturemade-basic-zertifiziert), «no name»-Strom
oder Kombinationen davon kaufen will. Je rascher der Strommarkt geöffnet wird, desto
eher hat die Kundschaft die Wahl, nach definierten Kriterien Strom einzukaufen, wie
zum Beispiel nach Qualität und Herkunft. In diesem Sinne steigert die Annahme des
EMG am 22. September 2002 die Marktchancen für erneuerbare Energien.
Auch in Europa sind Bestrebungen im Gange, den Anteil der erneuerbaren Energien zu
vergrössern. Das ambitionierte Ziel der EU ist, diesen von heute 17 Prozent bis zum
Jahr 2010 auf 22 Prozent zu steigern. Um dies zu erreichen, braucht es ein internationales Handelssystem für erneuerbare Energien. Die Grundidee von RECS (Renewable
Energy Certificate System) ist, den ökologischen Mehrwert von erneuerbarer Energie
separat von der Energie zu vermarkten. Die Energie selber wird normal gehandelt und
zu marktüblichen Preisen verkauft. Der ökologische Mehrwert soll mittels Zertifikaten
dokumentiert und international frei gehandelt werden. Dieses System ist auf den liberalisierten Markt ausgerichtet und stimuliert den Bau von neuen Kraftwerken, die
Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen. Eine Stärke der RECS-Zertifikate ist es,
dass der Verkauf respektive die entsprechende Beschaffung von Strom aus erneuerbaren Energien mittels Zertifikaten nachgewiesen wird. Im Gegensatz zum Gütesiegel
naturemade, welches die Qualität des Stroms dokumentiert, ist das RECS-System ein
Herkunftsnachweis ohne zusätzliche Qualitätsanforderungen. In der Schweiz bestehen
Bestrebungen, beide Systeme miteinander zu kombinieren, um international wie auch
national einen Handel mit höheren Anforderungen zu ermöglichen. Die Chancen dafür
sind gut, da die Interessen von RECS in der Schweiz durch den VUE vertreten werden.
ewz verfolgt diese nationalen und internationalen Entwicklungen mit grösster Aufmerksamkeit. Wir sind überzeugt, dass ein gut funktionierendes Handelssystem für erneuerbare Energien unsere Marktchancen sowohl im Endkundengeschäft als auch im
Energiehandel stärken wird.
L'offerta di energia solare dal punto di vista
dei consumatori
Fiamma Pelossi, Presidente
Associazione consumatrici della Svizzera italiana, alla cascata
CH-6595 Riazzino
Email: [email protected]
Voglio iniziare il mio intervento nell’ambito di questo simposio, tenuto per fare il punto
a 20 anni di fotovoltaico in Svizzera, ricordando che siamo in Ticino. E proprio dalla
nostra situazione cantonale ritengo giusto partire.
Situazione energetica cantonale: produzione, consumo
Il nostro Cantone vive una situazione molto particolare.
Siamo il terzo Cantone per potenza idroelettrica istallata. Produciamo il 12%
dell’energia prodotta in Svizzera, più di quanto sia necessario al nostro fabbisogno.
Consumiamo il 5% di quanto si consuma in tutta la Confederazione. Occorre poi
aggiungere che produciamo energia pulita (idroelettrica) e consumiamo energie
inquinanti, fossili e nucleari, in quanto stiamo subendo delle concessioni stipulate
parecchi decenni or sono che fanno sì che l’energia prodotta dalle nostre acque vada a
rifornire i consumatori d’Oltralpe.
Per produrre questa energia pulita, le nostre valli hanno pagato e stanno pagando un
caro prezzo, penso alla distruzione di importanti ambienti naturali, alla messa
sott’acqua di parte di paesi e abitazioni, penso al problema dei deflussi minimi nei
nostri fiumi.
Per concludere lo scenario aggiungo che a dipendenza di quello che sarà l’assetto
legale cantonale e federale, oggi in discussione, le nostre valli arrischiano di essere
produttrici di energia pulita per altri e non ricevere energia di alcun tipo per se stesse,
in quanto non interessanti economicamente per i fornitori (e qui potrei aprire tutto un
capitolo sul servizio pubblico, ma non credo sia questa la sede adatta).
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Sprechi energetici e immissioni inquinanti
Qui di seguito riproduco dei grafici ottenuti dall’ufficio cantonale del risparmio
energetico che evidenziano come, in aggiunta a quanto vi ho appena raccontato, siamo
il Cantone che più spreca energia: in effetti siamo il Cantone con il consumo medio più
elevato di energia nei nuovi edifici costruiti dal 1993
e siamo pure il Cantone con il maggior numero di autoveicoli per ogni mille abitanti
Sonnenstube senza fotovoltaico
E veniamo ora alla nostra collocazione intercantonale rispetto a quella meravigliosa
fonte energetica che è il sole.
Ho navigato in internet di recente per verificare la nostra situazione al riguardo e nel
sito dell’Associazione delle aziende elettriche svizzere in cui è riportato l’elenco degli
offerenti di elettricità solare ho visto con grande meraviglia e delusione che in 19
Cantoni vi sono aziende che offrono ai consumatori questa fonte energetica, mentre tra
i pochi senza offerta figura il Ticino.
E pensare che grazie alla sua situazione geografica il Ticino gode, rispetto al resto della
Svizzera, delle migliori condizioni climatiche e di soleggiamento necessario per lo
sfruttamento dell’energia solare.
Recentemente però un primo passo è stato fatto: in effetti il parlamento cantonale ha
votato a fine marzo un credito di 1.3 milioni di franchi quale contributo globale per
l’attuazione della campagna promozionale a favore dell’energia solare fotovoltaica.
Una sana politica energetica, secondo l’ACSI , sarebbe quella di puntare innanzitutto
sul risparmio energetico, in quanto sarà pur uno slogan ma è anche una grande verità
“l’energia più ecologica è quella che non consumiamo”, e successivamente offrire al
consumatore la possibilità di scelta tra i diversi tipi di energia.
Oggi esistono marchi attestanti la provenienza e la compatibilità ambientale dei diversi
tipi di energia. Come associazione consumerista riteniamo molto utili questi marchi e
una loro trasparenza. I consumatori richiedono oggi informazioni sempre più precise:
essi hanno d’altronde il diritto di sapere cosa si cela dietro la loro fattura per
l’elettricità.
Io credo inoltre che vi siano consumatori disposti a pagar di più per avere energia
pulita, socialmente ed ecologicamente compatibile, anche se ritengo questo in fondo
un po’ assurdo: dovremmo pagare meno le energie pulite ed essere penalizzati
finanziariamente per l’uso di energie inquinanti.
Le energie pulite infatti non arrecano i costi esterni, sociali ed ambientali delle energie
fossili e di quella nucleare ed il loro costo è quindi inferiore se visto correttamente.
Il futuro energetico per i consumatori
È sempre più frequente la pubblicazione di grafici e cifre che dimostrano che è
necessario un cambiamento di rotta a livello di consumi energetici, e questo non solo
per ragioni ecologiche, bensì per ragioni economiche. Le attuali riserve di combustibili
fossili garantiscono un approvvigionamento per al massimo 50 anni. Rivedere la
politica di approvvigionamento energetico, applicando in misura maggiore le fonti
energetiche rinnovabili, è diventata una sfida e una condizione indispensabile per
rispondere ai fabbisogni energetici del pianeta, rispettando nel contempo gli obiettivi
posti dal trattato di Kyoto (riduzione del 5,2% rispetto ai livelli del 1990 le emissioni di
CO2) ratificato dalla totalità dei paesi industrializzati ad eccezione degli USA.
È del mese di marzo il grido d’allarme del Fondo nazionale per la ricerca scientifica che
afferma che la Svizzera non sta seguendo la via dello sviluppo sostenibile.
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Secondo il direttore di questo programma “oggi viene applicato ciò che è possibile dal
punto di vista economico e sociale e non quanto ecologicamente necessario”; secondo
noi, molto spesso, neppure quello.
Un approvvigionamento energetico basato in larga misura su fonti rinnovabili e
rispettose dell’ambiente rappresenta uno dei pilastri dello sviluppo sostenibile.
Credo di poter affermare senza essere smentita che il futuro energetico per tutti noi
consumatori deve quindi essere sostenibile, e concretamente qui in Ticino: cosa meglio
del fotovoltaico?
Affermavo all’inizio che siamo il terzo produttore svizzero di energia idroelettrica: in
attesa che le scelte politiche restituiscano ai Ticinesi l’energia prodotta dalle loro
acque, è assolutamente necessario innanzitutto ridurre i consumi ed in secondo luogo
potenziare la produzione e quindi l’uso di fotovoltaico.
Il potenziale dell’energia solare è enorme, ed è più che sufficiente per coprire tutto il
fabbisogno della società moderna. Ogni anno il sole irradia sulla terra una quantità
d’energia pari ad un multiplo del fabbisogno energetico di tutta l’umanità.
Questo vettore energetico è poi compatibile anche con le necessità energetiche dei
paesi in via di sviluppo, anzi il sole è probabilmente l’unica risposta realistica ad
appropriata al continuo e crescente bisogno di energia che possa inoltre garantire
un’indipendenza energetica per tutti gli Stati nel rispetto dello sviluppo sostenibile
È però necessaria una presa di coscienza individuale e collettiva sull’importanza di
questo cambiamento: il futuro dipende a ognuno di noi .
Ma torniamo a questo riguardo alla nostra realtà ticinese: per favorire questa presa di
coscienza è però pure necessario da un lato un potenziamento dell’ufficio cantonale
del risparmio energetico e dall’altro che i fornitori di energia elettrica siano in grado di
offrire energia solare, così come lo fanno negli altri Cantoni svizzeri.
E dai dati pubblicati in occasione del recente dibattito del Gran Consiglio ticinese che,
come vi ho detto poco fa, ha stanziato un credito di 1,3 mio di Fr. per la promozione del
fotovoltaico viene messo in evidenza che per le economie domestiche, nel caso di
abitazioni con standard Minergie, con deboli consumi, la differenza di costo globale
della bolletta diventa irrisoria.
Ecco credo quindi che con un’adeguata informazione e formazione del cittadino
consumatore al risparmio e alla necessità di vivere secondo i principi dello sviluppo
sostenibile, in un Cantone soleggiato come il nostro lo sviluppo di produzione e uso di
energia solare fotovoltaica può rivelarsi un vero successo.
Marktbedingungen aus Sicht der Contractoren
– Anforderungskatalog für gute Lösungen in
Solarstrombörsen
Robert Kröni
Enecolo AG, Lindhofstrasse 52
CH-8617 Mönchaltorf
Email: [email protected]
Ein Positionspapier der SOFAS-Fachgruppe der unabhängigen Solarstromproduzenten
Einleitung
Unter dem Dach des SOFAS haben sich die wichtigsten Solarstromanbieter der Schweiz
zusammengetan, um einerseits den Erfahrungsaustausch zu fördern und andererseits
auch die Interessen dieser jungen Branche besser vertreten zu können. Eines der ersten Projekte, welche diese Gruppe in Angriff genommen hat ist die Diskussion über die
Bedingungen der Solarstrombörsen. Die Solarstromanbieter benötigen minimale Bedingungen, um wirtschaftlich nachhaltig Solarstrom in den Solarstrombörsen anbieten
zu können. Trotz unterschiedlicher Interessenlage konnten die verschiedenen Firmen
eine gemeinsame Position erarbeiten.
Ausgangslage dieses Anforderungskataloges sind die heutigen Bedingungen im Solarstrommarkt, welche von willkürlicher, nicht kostendeckender Vergütung, Preiskampf
und Finanzierungsschwierigkeiten geprägt sind. Diese junge Branche droht abgewürgt
zu werden, bevor sie richtig gestartet ist. Dies kann natürlich nicht in unserem Interesse liegen.
Wir hoffen, mit diesem Positionspapier daran mitzuarbeiten, dass unsere Branche
langfristig gedeihen kann und den Beitrag zu einer umweltverträglichen Solarstromproduktion leisten kann, den man von ihr erwartet.
Folgende Personen haben an der Erarbeitung dieses Positionspapiers mitgearbeitet:
Robert Kröni, Edisun Power AG
Eric Nussbaumer, ADEV Solarstrom AG
Daniel Suter, SAG Solarstrom AG
Peter Krüsi, Ilkari GmbH
Martin Hügli, Messe Schweiz
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Themenkomplex 1: Vertragliche Bedingungen
Photovoltaikanlagen werden heute mit einer technischen Nutzungsdauer von 20 Jahren kalkuliert. Daraus resultieren die Stromgestehungskosten, wie sie in Solarstrombörsen heute anerkannt sind. Für das Vertragswesen zwischen dem Solarstromproduzenten und des Energieversorgungsunternehmens ist es daher zwingend, dass auch
die technische Nutzungsdauer in der Vertragslaufzeit berücksichtigt wird. Sinnvolle
Verträge haben daher eine 20-jährige Laufzeit. Kürzere Laufzeiten bei Solarstromanlagen können durch erhöhte Stromübernahmepreise erreicht werden. Die Solarstromproduzenten können dabei gewisse zusätzliche Risiken übernehmen, wobei im Vertrag
die weitere Entwicklung der Partnerschaft zwischen Solarstromproduzent und Energieabnehmer nach Ablauf der Vertragszeit formuliert werden müsste. Sofern eine langfristige Partnerschaft festgehalten werden kann, sind auch kürzere Vertragslaufzeiten
denkbar.
Die Übertragung des Objektes der Solarstromanlage auf Dritte (Rechtsnachfolge) muss
gewährleistet sein. Bei einer derart langen Vertragslaufzeit müssen die unternehmerischen Entwicklungsmöglichkeiten berücksichtigt werden. Dabei sind Anlagenverkäufe
oder - Uebernahmen denkbar. Sofern der Dritte die rechtlichen und fachlichen Voraussetzungen erfüllt, sollte der Übertragung eines Solarstromproduktionsvertrages nichts
im Wege stehen.
Heute werden die Stromlieferungsverträge objektspezifisch abgeschlossen. Es wäre zu
prüfen, insbesondere dann wenn Ausschreibungen durchgeführt werden, ob die Solarstromlieferungsverträge objektunabhängig formuliert werden können. Es wäre denkbar, dass z.B. ein Solarstromproduzent sich verpflichtet, 100 kWp zu im Netzbereich
des Solarstromabnehmers zu errichten. Ob er dies auf 2 oder 3 Objekten realisiert,
scheint zum Zeitpunkt des Vertragsabschlusses nicht von Bedeutung zu sein. Sogenannt objektunabhängige Verträge sind insbesondere für professionell organisierte
Solarstromproduktionsunternehmen von Interesse, da sie damit die langfristige Wachstumsoptionen festlegen können.
Solarstrombörsen oder kostendeckende Solarstromvergütungen basieren darauf, dass
die Kalkulation mit der gesamten Strommenge vorgenommen werden kann. Solarstromlieferverträge, welche voraussetzen, dass ein Teil des produzierten Stromes für
den Eigenverbrauch genutzt wird, während nur der überschüssige Strom zu kostendeckenden Tarifen abgegolten werden kann, ermöglichen keine nachhaltige Investitionsstrategie. Die SOFAS-Fachgruppe Solarstrombörse empfiehlt daher, die Abnahmenvergütung des gesamten produzierten Solarstromes einer Solarstromanlage.
Bei einzelnen Objekten werden heute Restriktionen bezüglich der maximalen Ausbaugrösse festgelegt. Dies bedeutet z.B., dass auf einem Dach, welches 100 kWp ermöglichen würde, nur 50 kWp gebaut werden können. Es wird empfohlen, die Ausbauoptionen rechtzeitig festzulegen und in den Ausschreibungs-unterlagen festzuhalten.
Es darf unseres Erachtens nicht passieren, dass Dachflächen, welche eine optimale
Solarenergienutzung ermöglichen würden, infolge von allgemeinen Beschränkungen
nicht ausgeführt werden können.
Der gute Solarstromvertrag:
Die technische Nutzungsdauer von Solarstromanlagen beträgt mehr als
20 Jahre, daher sind auch die Abnahmeverträge über 20 Jahre zu ermöglichen.
Solarstromlieferverträge müssen jederzeit auf Dritte übertragbar sein.
Um die langfristige Entwicklung der Photovoltaiktechnologie zu ermöglichen, sind
auch Rahmenverträge denkbar, welche die objektunabhängige Produktion von
Solarstrom im Netzgebiet ermöglichen sollten.
Im Rahmen von Solarstrombörsen oder kostendeckenden Vergütungsmodellen
ist die gesamte Solarstrommenge abzunehmen und zu vergüten.
-
-
-
Themenkomplex 2: Ökonomie
Um eine längerfristig kostendeckende Vergütung der in die Solarstrombörse eingespiesenen Energie zu erreichen, präsentierten sich zwei unterschiedliche Modelle, die je
sich je nach Grösse der Anlagen bevorzugt anbieten.
Modell 1: Konkurrenzsituation für grosse Anlagen
Die Beschaffung des Solarstromes sollte anhand einer Konkurrenzsituation innerhalb
klar definierter und fairer Regeln erfolgen. Durch die Konkurrenzsituation werden Innovationen gefördert. Die unternehmerische Freiheit des Contractors bleibt erhalten. Als
klar definierte und faire Regeln werden genannt:
- freie Preisbildung ohne Zielvorgaben durch die EVU’s
- keine detaillierten Kalkulationsvorschriften
- Da es sich um längerfristige Energielieferungen handelt, sollte der Preis indexiert werden.
- Es wäre wünschenswert, beim Preisvergleich Anlagen mit ähnlicher Grösse und
ähnlicher technischer Ausführung gegenüber zu stellen.
Als Nachteil der offenen Ausschreibung wird genannt, dass Anlageersteller mit Steuervorteilen, Quersubventionsmöglichkeiten oder anderen Begünstigungen Vorteile geltend machen können und die Angebotssituation verzerren. Seriös kalkulierende Anbieter haben dann das Nachsehen, weil nur das günstigste Angebot zählt.
Durch mehrmalige Abgebotsrunden wird heute oft leider ein ungesunder Preiskampf
ausgetragen. Innovative technische Lösungen werden durch den massiven Preisdruck
behindert, da nur die allergünstigsten Lösungen eine Chance haben.
Modell 2: Kostendeckende Vergütung für kleinere Anlagen
In der kostendeckenden Vergütung existieren klare Kalkulationsvorgaben. Diese Kalkulationsvorgaben sollen einen kostendeckenden Betrieb ermöglichen. Die Kalkulationsregeln könnten folgendermassen aussehen:
-
Die Vertragslaufzeit muss eine Abschreibung der Anlage ermöglichen
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Das eingesetzte Kapital sollte angemessen verzinst werden können. Dieser
Formulierung umfasst einerseits die Forderung nach einer Ablehnung überhöhter Zinsen, andererseits ein Zinssatz, der die Beschaffung der notwendigen Gelder ermöglicht. Dies kann mit folgender Regel umschrieben werden: NRWFFormel
- Klar definierte jährlich wieder-kehrende Aufwendungen für Wartung, Instandhaltung müs-sen einkalkuliert werden können.
- Realistische Ertragswerte in kWh/kWp sind vorzugeben
- Eine indexierte Vergütung ist notwendig, welche die Infla-tionsrisiken der Investition über 20 Jahre hemmt.
Im Rahmen eines kostendeckenden Vergütungsmodells müssen beim einer Mengenbeschränkung (z.B. 200 kWp jährlich) die Kriterien der Vergabe geregelt werden.
-
Kernaussagen zum Thema Ökonomie
-
-
-
-
Die Solarstrombörse muss dem Contractor eine faire kostendeckende Vergütung über 20 Jahre ermöglichen.
Das Inflationsrisiko über die lange Vertragslaufzeit von 20 Jahren, ist durch
eine indexierte Vergütung zu dämpfen
Es sollten die Energiepreise aus Anlagen in ähnlicher Leistungsgrösse und
ähnlicher technischer Ausführung gegenüber gestellt werden
Keine Abgebotsrunden, welche einen reinen Preiskampf auslösen, verunmöglichen technische und architektonische Innovationen.
Themenkomplex 3: Zertifizierung
Heute werden Photovoltaikanlagen meistens auf Infrastrukturanlagen (Dächer, Schallschutzwände, etc.) gebaut. Die SOFAS-Fachgruppe Solar-stromproduzenten ist der
Meinung, dass diese Voraussetzung bei allen Solar-strombörsen berücksichtigt werden
kann. Nur wenn Solarstromanlagen auf Infrastrukturbauten erstellt werden, sind sie
unseres Erachtens auch als Ökostrom zertifizierbar.
Das schweizerische Label „naturmade star“ berücksichtigt Solarstrom-anlagen, welche
auf Infrastrukturbauten erstellt werden. Die SOFAS-Fachgruppe Solarstromproduzenten
steht einstimmig hinter dem Label „naturmade star“ und begrüsst die Zertifizierung
aller Solarstromanlagen der Schweiz mit diesem Label. Dieses Label garantiert einen
sorgfältigen Ausbau der neuen erneuerbaren Energien und sichert auch einen kontinuierlichen Zuwachs der Photovoltaiktechnologie.
Die Praxis hat gezeigt, dass die Zertifizierung durch den Solarstromvermarkter am einfachsten erfolgen kann. In der Regel werden die Solarstromanlagen durch den Solarstromvermarkter zertifiziert. Diese Situation ist unseres Erachtens zweckmässig und
soll auch in Zukunft beibehalten werden, da ansonsten zusätzliche Kosten der Solarstromproduktion belastet werden müssen.
Kernaussagen zum Thema Zertifizierungen:
-
-
-
Solarstromanlagen sollen nur auf Infrastrukturanlagen gebaut werden.
Die Zertifizierung mit dem schweizerischen Label „naturmade star“ ist anzustreben.
Die Zertifizierung mit dem Label „naturmade star“ ermöglicht ein kontinuierliches Wachstum der Photovoltaikanwendungen in unserem Land und ist im Interesse der einheimischen Wirtschaft.
Die Zertifizierungskosten der Anlage werden vom Solarstromabnehmer
übernommen.
Themenkomplex 4: Öffentlichkeitsarbeit
Wir betrachten Ökostrom als ein Produkt mit grossem Potential für die Zukunft. Die
Weichen für den Markt werden heute gestellt. Wir als Contractoren stehen mit Überzeugung hinter diesem Produkt und erwarten auch von den Strombeschaffern ein echtes Engagement. Ökostrombörsen mit Alibi-Charakter schaden längerfristig beiden Seiten und bringen uns dem Ziel einer umweltverträglicheren Energieversorgung nicht
näher.
Die Strombeschaffer sollen eine aktive Verkaufsstrategie im Rahmen eines ÖkostromMarketingkonzepts verfolgen mit dem Ziel, den Marktanteil von Ökostrom laufend zu
vergrössern. Dabei sollten energie- und umweltpolitische Aspekte miteinbezogen und
vor kurzfristige Kundeninteressen gesetzt werden, um langfristig glaubwürdig zu bleiben. In diesem Kontext erachten wir es als sinnvoll und notwendig, dass, solange der
Marktanteil des Ökostroms noch marginal ist, die Strombeschaffer die Nachfrage nach
Ökostrom aktiv fördern, insbesondere durch das Betreiben einer attraktiven Ökostrombörse.
Die Strombeschaffer sollen sich zusammen mit uns dafür einsetzen, dass sich die kantonalen und eidgenössischen Ökostromför-derungen ergänzen und zusammenspielen.
Die öffentliche Förderung von Ökostrom kann oder sollte in der Öffentlichkeitsarbeit
miteinbezogen werden.
Es muss auch von unserer Seite deklariert werden, dass alle Qualitäten von Oekostrom
gefördert werden müssen, obschon aus unserer Sicht der Solarstrom mit dem grössten
(Mengen-)Potential aller neuen erneuerbaren seinen Anteil vergrössern muss.
Kernaussagen zum Thema Öffentlichkeitsarbeit:
-
Ökostrom = Produkt mit grossem Potential
echtes Engagement
aktive Verkaufsstrategie innerhalb Ökostrom-Marketingkonzept
aktive Förderung von Ökostrom durch Ökostrombörsen
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Themenkomplex 5: Ausschreibungen von Solarstromlieferungen
Wir gehen vorab von der Annahme aus, dass Solarstrom per Ausschreibung beschafft
werden soll. Einseitig bestimmte Solarstrombeschaffungen (Preis und Vertragsdauer
werden vom Bezüger festgelegt) behindern die Bereitstellung eines genügenden Angebotes. Die Contractoren sprechen für eine möglichst offen geführte Ausschreibung für
Solarstromangebote. Einerseits sind die Rahmenbedingungen der Angebote klar darzustellen, also z.B. Aufteilung in Lose, Maximalgrössen pro Los, die Kriterien der Vergabe etc. Andererseits erwartet man dann auch, dass sich der Nachfrager an die entsprechenden Rahmenbedingungen hält. Unter den Vergabekriterien soll nicht nur der Preis
dominant sein, sondern es sollte auch die Bonität der Anbieter gewichtet werden oder
auch die Qualität der Anlage. Derzeit ist es so, dass nur billigst zu realisierende Anlagen
gebaut werden, nur selten aber gut integrierte Anlagen, weil diese etwas teurer sind.
Dumpingangebote wirken sich in dieser Branche mit langfristigen Investitionen erst in
einigen Jahren, dafür aber mit grossem Schaden für Geldgeber und Ökostromabnehmer aus. In anderen Branchen wird z.B. der billigste Anbieter zum vorneherein ausgeschlossen.
Zu guter letzt sind alle interessiert, die Resultate zu kennen. Es muss nicht unbedingt
der Name der Anbieter veröffentlicht werden, aber zumindest die Mengen pro Los und
der Preis. So ergibt sich die bestmögliche Transparenz, welche eine wichtige Voraussetzung für einen funktionierenden Markt darstellt.
Trotz unserem kommerziellen Interesse an den Solarstrombörsen sollte die Breitenentwicklung von Solarstromanlagen nicht behindert werden. So ist es für Kleinanbieter
nur ausnahmsweise möglich, Angebote abzugeben, weil die Zeitfenster der Ausschreibungen zu kurz sind. Es ist dann dem Zufall überlassen, ob dies gerade mit dem Terminplan von z.B. einem Einfamilienhausneubau zusammenpasst. Kleinanlagen kleiner
als 5 kWp sollten dauernd in die Solarstrombörsen aufgenommen werden können.
Manchmal ist es auch schwierig, die Übersicht zu behalten. Ankündigungen sollten
breit gestreut werden, d.h. zum Beispiel auch in Fachzeitschriften wie die tec21, die
SSES-Zeitung oder die SOFAS-News.
Die gute Ausschreibung:
-
klare Ausschreibungsregeln und Vergabekriterien
Nicht nur Preis als Vergabekriterium
Veröffentlichung der Resultate
Breite Streuung der Ankündigungen
Unbeschränktes Zeitfenster für Kleinanlagen <5kW
Zusammenfassung und Aussagen der Gruppe
Die Anliegen der Gruppe der unabhängigen Solarstromanbieter können wie folgt zusammengefasst werden:
-
Die Solarstrombörsen oder Ökostromangebote sollen aus einem echten Engagement der EVU geführt werden und nicht als Alibiübung um zu beweisen, dass
Solarstrom nichts taugt.
-
Die Beschaffung von Solarstrom soll nach klar definierten, öffentlich publizierten Regeln erfolgen. Die Beschaffer sollen sich anschliessend auch an diese
Regeln halten.
-
Der Markt soll möglichst transparent sein, d.h. die Vertragsabschlüsse sind zu
publizieren.
-
Die Solarstrompreise sollen einen nachhaltigen wirtschaftlichen Betrieb ermöglichen. Dumping schadet langfristig sowohl den Lieferanten als auch den EVU.
-
Die Vertragsdauer muss sich an der technischen Nutzungsdauer der Anlagen
orientieren.
-
Solarstromanlagen in Solarstrombörsen sollen Naturmade Star zertifiziert und
ohnehin nur auf bestehenden Infrastrukturbauten erstellt werden.
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Beurteilung von Solarstrombörsen in der Schweiz
Aufgrund unserer Kriterienliste werden die bestehenden Solarstrombörsen bewertet.
Die Skala unserer Bewertung ist:
5 sehr gut
4 gut
3 genügend
2 ungenügend
1 schlecht
0 kann nicht bewertet werden, da z.B. nicht vorhanden
k.A. keine Angaben vorhanden
Solarstrombörse Vertragsbedingungen
ökonomische ÖffentlichBedingungen keitsarbeit
Ausschreibung
Zertifizierung
Axpo
1
2
2
1
2
EKZ
1
2
3
1
2
ewz Zürich
4
2
5
4
5
iwBasel
4
4
5
4
5
EW Bern
4
3
3
1
5
SILausanne
4
5
4
3
k.A.
AEW
1
1
4
0
k.A.
EBL
0
0
1
0
k.A.
EBM
1
3
1
0
k.A.
Rätia Energie
0
0
3
0
5
Regionalwerke
Baden
0
0
0
0
0
SIGenève
4
2
k.A.
4
k.A.
CKW
1
1
4
0
k.A.
EWL Luzern
0
0
4
0
k.A.
EWW Zug
0
0
3
0
k.A.
Winterthur
St.Gallen
Verheissungsvolle Perspektiven für die
Solarstrombranche der Schweiz?
Eric Nussbaumer, Geschäftsführer ADEV; Christian Meier Geschäftsführer energiebüro
ADEV Arbeitsgemeinschaft für dezentrale Energieversorgung;
Oristalstr. 85, CH-4410 Liestal
energiebüro - Ihr Solarplaner, Limmatstr. 230, CH-8005 Zürich
Email: [email protected], [email protected]
10 Thesen und die Reaktionen
Die Stellungnahme der Schweizer Solarstrombranche kann in Lugano präsentiert werden.
1.
Solarstrom ist ein Megatrend (1995-2005: Wachstum 1'500%).
2.
Solarstrom ist nachhaltig, atom & fossil nicht.
3.
Solarstrom ist die Energiealternative für die Schweiz (2030: 25%). Es muss aber
gleich viel Geld in Forschung, Entwicklung und v.a. Förderung fliessen, wie in andere Technologien.
4.
Solarstrom ist verheissungsvoll und hat maximale Legitimation.
5.
Der politische Wille für Solarstrom ist schwach. 10 Jahre Gratisdurchleitung bietet
das Elektrizitätsmarktgesetz - das ist eine zu schwache Willenskundgebung zur
Erhöhung des Solarstromanteils.
6.
Solarstrom predigen und Schleuderpreis-Strom handeln: Die KonsumentInnen
werden dies bald nicht mehr glauben. In jedem Stromprodukt muss der Solaranteil sichtbar werden und sukzessive erhöht werden.
7.
Die Markteinführung und eine bessere Perspektive wollen wir nicht mit Steuergelder-Subventionen erreichen.
8.
Solarstrom braucht aber eine Regulierung für die Markteinführung. Modelle sind
weltweit vorhanden und in der Praxis erprobt. Nachbarländer und auch Schweizer
Kantone (BS) zeigen den Weg.
9.
Das richtige Mittel heisst kostengerechte Vergütung und Privilegierung.
10. Breite Markteinführung muss ergänzt werden mit Top-Demoanlagen, bester F+E
und maximal flankierende Massnahmen.
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Elettricità solare nel canton Ticino
Dr. Paolo Rossi
AET Azienda Elettrica Ticinese, Viale Officina 10
CH-6500 Bellinzona
Email: [email protected]
Dieser Beitrag lag bei Redaktionsschluss noch nicht vor. Er wird separat abgegeben.
Questo contributo, non essendo pervenuto prima della stampa, verrà distribuito
separatamente
20 anni di elettricità solare
Dr. Mario Camani, responsabile progetto TISO fino al 1998
Sezione protezione aria, acqua e suolo, Via Salvioni 2a
CH-6500 Bellinzona
Email: [email protected]
Introduzione
Il 13 maggio 1982, alle 07.00, per la prima volta in Europa, la corrente elettrica
prodotta con un impianto fotovoltaico entrava in una rete elettrica pubblica.
L'impianto fotovoltaico, denominato TISO 15, aveva una potenza di 10 kW e era stato
realizzato dal Dipartimento dell'ambiente sul tetto della Scuola Tecnica Superiore di
Trevano.
Alla messa in esercizio dell'impianto sono seguiti 20 anni di lavori appassionati, che
continuano tuttora e che hanno coinvolto più ricercatori.
Il contesto internazionale del progetto TISO
Le prime applicazioni delle cellule fotovoltaiche, come fonti di energia, risalgono agli
anni '60, quando erano state utilizzate per la produzione di elettricità sui satelliti
artificiali.
Nella seconda metà degli anni '70, erano comparsi sul mercato i primi moduli
fotovoltaici con un prezzo sufficientemente basso da permetterne l'impiego anche sulla
superficie terrestre. Essi erano usati, per lo più, per alimentare apparecchi a basso
consumo, ubicati in zone non servite dalla rete elettrica. Alla fine degli anni '70, negli
Stati Uniti, si realizzarono i primi impianti fotovoltaici con una potenza di alcune decine
di kW.
I vantaggi del fotovoltaico, rispetto ai sistemi tradizionali di produzione d'elettricità,
erano palesi: la costruzione modulare permette di avere un impianto per ogni tipo di
utente, dal più piccolo al più grande, nessun inquinamento chimico e fonico, nessuna
esigenza di rifornimenti di carburante o combustibile, praticamente nessuna
manutenzione.
Tra le applicazioni prioritarie figuravano l'alimentazione, in regioni senza rete elettrica,
di pompe per l'acqua potabile e per l'irrigazione, di frigoriferi per la conservazione di
medicine e generi alimentari, di lampadine per l'illuminazione di scuole e luoghi
pubblici.
Anche in Europa, esistevano numerose comunità, generalmente in zone rurali, che
avrebbero potuto beneficiare di questa nuova tecnologia.
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Anche nei paesi industrializzati si pensava a disparate forme di utilizzazione. Si
riteneva però che l'immissione nella rete elettrica sarebbe seguita solo in una fase
successiva, quando la tecnologia e i prezzi fossero diventati più favorevoli.
Per promuovere il fotovoltaico, in diverse nazioni, furono varati programmi che
comprendevano ricerche e sviluppi di base per la produzione di fotocellule con
rendimento elevato, il potenziamento dell'intera catena di produzione dei moduli, dalla
preparazione del silicio all'assemblaggio dei moduli, la messa in cantiere di impianti
pilota e di dimostrazione per le più svariate applicazioni.
Particolarmente ambiziosi erano i piani degli Stati Uniti. Anche la Comunità Europea
assunse diverse iniziative e, nel 1980, durante la 3° Conferenza sull'energia solare
fotovoltaica a Cannes, presentò un programma per la costruzione di 16 impianti
fotovoltaici distribuiti in diverse regioni d'Europa, con potenze comprese tra 3 e
300 kW.
L'inizio del progetto fotovoltaico TISO
L'idea del progetto TISO è nata nel 1979, quando il Dipartimento dell'ambiente
preparava le basi per una politica energetica impostata sul risparmio e sull'uso
razionale dell'energia e sulla promozione delle energie indigene rigenerabili.
L'obiettivo del progetto TISO era di promuovere lo sfruttamento dell'energia solare, in
quanto energia rinnovabile e non inquinante, in alternativa alle fonti energetiche di
origine fossile o nucleare che alla fine degli anni '70 la facevano ancora da padrone nei
modelli di sviluppo energetico nazionali.
Fin dall'inizio era apparsa la possibilità di perseguire un secondo obiettivo, altrettanto
importante del primo. Stimolare lo sviluppo e la produzione, in Ticino, delle componenti
elettroniche presenti in ogni impianto fotovoltaico. Alcune ditte ticinesi producevano,
infatti, circuiti elettronici molto simili a quelli necessari per gli impianti solari.
Da questi due intenti, era scaturita la decisione di realizzare un impianto allacciato alla
rete elettrica. Infatti, in un paese come la Svizzera, dove la rete elettrica pubblica arriva
in quasi ogni angolo, l'introduzione di impianti autonomi non avrebbe avuto alcun
senso.
In connessione con la rete elettrica, invece, l'elettricità solare è il complemento ideale
alla produzione idroelettrica. L'elettricità degli impianti fotovoltaici permette di
diminuire il quantitativo di acqua da turbinare, allungando così le riserve nei bacini
d'accumulazione. Questi forniscono l'energia nei momenti senza sole. I bacini
idroelettrici diventano gli accumulatori, non solo dell'acqua, ma anche dell'energia
solare. In questo modo si elimina la necessità di batterie che sono causa di costi, di
perdite energetiche e d'interventi frequenti di manutenzione.
Siccome, in quegli anni, l'attenzione della comunità fotovoltaica internazionale era
rivolta soprattutto ai sistemi isolati, la realizzazione di un impianto collegato alla rete
avrebbe permesso di sviluppare un progetto originale nonostante la limitatezza dei
mezzi a disposizione.
Per permettere un confronto più diretto con gli impianti progettati dalla Comunità
Europea la potenza era stata aumentata, dai 5 kW decisi inizialmente, a 10 kW. L'idea
di fare sviluppare l'ondulatore dall'AGIE di Losone, invece, aveva dovuto essere
abbandonata per l'insufficienza dei mezzi finanziari a disposizione.
Nel dicembre 1981, il Fondo Nazionale per la Ricerca Energetica aveva approvato il
progetto e concesso la metà dei crediti necessari. Il Consiglio di Stato aveva dato il suo
consenso a condizione che "lo Stato non spendesse nemmeno un franco". Erano anni
di crisi finanziaria. I crediti mancanti erano stati, in parte, messi a disposizione dalla
Fondazione Villalta, la Sopracenerina e la Migros. Il resto, che non era stato possibile
reperire, sarebbe stato fornito, come prestazioni gratuite, dai funzionari dello Stato che
avevano proposto l'iniziativa.
Con l'appoggio determinante del capo del Dipartimento, dott. Fulvio Caccia, alla fine del
1991, il progetto poteva diventare esecutivo.
La costruzione e la messa in esercizio dell'impianto TISO
Tra febbraio e marzo 1982, dopo le verifiche delle offerte per i moduli e per
l'ondulatore, erano state effettuate le ordinazioni del materiale e il tetto della Scuola
era stato preparato per accogliere l'impianto. In aprile si era proceduto al montaggio e
al cablaggio dei moduli. Un collaboratore esterno, si era recato negli Stati Uniti, per
effettuare il collaudo dell'ondulatore.
Ai primi di maggio, quando l'impianto era pronto per entrare in funzione, risultò che i
transistor di potenza dell'ondulatore giunto dagli Stati Uniti non funzionavano più.
Nel frattempo però, era stata prevista, per il 13 di maggio, la visita di 52 specialisti,
provenienti da tutto il mondo, che in quella settimana erano radunati a Stresa per la 4°
Conferenza sull'energia solare fotovoltaica.
I nuovi transistor arrivarono in Ticino, dagli Stati Uniti, il 12 maggio e dopo una notte di
lavoro i componenti difettati erano stati sostituiti.
La mattina del 13 maggio di 20 anni fa, al primo spuntare del sole, l'impianto TISO
immetteva la prima corrente generata dal sole nella rete pubblica europea.
Nel pomeriggio i visitatori provenienti da Stresa potevano ammirare l'impianto in
funzione.
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Gli studi effettuati
Il primo obiettivo dell'impianto TISO, che era di dimostrare che con la tecnologia si
poteva produrre energia elettrica in modo fidabile, comodo, durevole e pulito, era stato
raggiunto. La rapidità della realizzazione e la semplicità dell'impianto aveva stupito i
finanziatori medesimi e i numerosi visitatori, e aveva sicuramente contribuito a rendere
più credibile questa nuova tecnologia.
L'impianto doveva però servire, soprattutto, a acquisire nuove conoscenze e a chiarire
domande ancora senza risposta. Nel progetto possono essere distinti sei periodi di
attività e studi. Essi sono illustrati brevemente di seguito.
1982 - 1984
·
·
costruzione e messa in esercizio dell'impianto
costruzione del sistema di monitoraggio dei parametri elettrici dei moduli, la
produzione d'energia, l'irraggiamento solare, la temperatura e il vento. Tutti i
parametri venivano misurati e registrati una volta ogni due minuti
· studio delle caratteristiche della corrente immessa nella rete per assicurarsi che
questi impianti non fossero causa di disturbi (presenza di armoniche) o che
diminuissero la sicurezza per gli addetti alla manutenzione delle linee elettriche
· test con l'impianto TISO delle apparecchiature sviluppate dal Centro Comune di
Ricerca della Comunità Europea di Ispra, per monitorare i propri impianti,
nell'ambito di una collaborazione con questo istituto
· test di un prototipo di sistema fotovoltaico a specchi, per la produzione di elettricità
e calore su esplicita richiesta del Fondo Nazionale per la Ricerca Energetica.
L'impianto non aveva dato prestazioni accettabili e al termine delle misure era stato
smontato.
1985 - 1987
·
·
indagini visive e registrazione fotografica del degrado delle cellule e dei moduli
indagini sulla configurazione da dare agli allacciamenti elettrici tra moduli, per
aumentarne l'affidabilità nel tempo
· verifiche dei possibili influssi dei fulmini sul comportamento dell'impianto
· indagine sulle superfici esistenti su capannoni industriali e tetti di posteggi, idonee
per l'installazione di impianti fotovoltaici
· catasto degli impianti di piccola potenza, non allacciati alla rete elettrica, esistenti
in Ticino e valutazione degli errori di costruzione che ne limitano il rendimento.
1988 - 1990
·
costruzione e messa in funzione, il 3 maggio 1988, di un impianto con moduli
amorfi da 4 kW, allacciato alla rete elettrica. Nell'impianto erano inseriti moduli al
silicio amorfo di tre ditte diverse. Era la prima volta che moduli amorfi erano usati
per produrre energia elettrica a 220 volt. Due, dei tre tipi di moduli, subivano un
degrado rapido e totale e dovevano essere messi fuori esercizio nel giro di pochi
mesi. I rimanenti, con una potenza totale di 3 kW, invece, non mostravano difetti e
sono, ancora oggi, tutti in funzione.
· Il rendimento dei moduli, registrato regolarmente, mostra variazioni stagionali
legate al ciclo annuale della temperatura. A queste oscillazioni si sovrappone un
leggero degrado annuo regolare dello 0.08 %.
1990 - 1993
·
·
·
·
·
·
realizzazione della Centrale di prova TISO per componenti e sistemi per progetti nel
campo della tecnica fotovoltaica. Con questo nome si voleva sottolineare il ruolo
della Centrale quale riferimento a livello nazionale per gli studi pratici legati agli
impianti fotovoltaici. Tra le attività previste figuravano:
misure del rendimento e del comportamento in condizioni ambientali reali, dei
principali moduli offerti sul mercato, utilizzabili in impianti allacciati alla rete
elettrica. Si trattava di acquisire informazioni sulle prestazioni effettive dei moduli in
modo da verificare i dati dei fornitori o dei rivenditori. Questi ultimi indicano, infatti, i
risultati di prove eseguite con flash di luce artificiale. Le misure della Centrale
evidenziavano differenze sorprendenti.
durante le misure i moduli erano esposti al sole, sotto tensioni elevate, (fino a
1300 volt tra fotocellula e massa del modulo), come si possono verificare per una
parte dei moduli negli impianti di potenza elevata
misure del comportamento termico dei moduli
creazione di un banca dati e diffusione dei risultati delle misure effettuate dalla
Centrale
creazione di una banca dati con le informazioni disponibili su tutti i moduli presenti
sul mercato.
1994 - 1996
·
·
esecuzione e potenziamento delle attività iniziate nel periodo precedente
diffusione dei primi bollettini con i risultati dei test e dei documenti sui moduli
offerti dal mercato
· messa in atto di un sistema di verifica rapida dello stato di un impianto basato su
osservazioni nell'infrarosso (camera termografica)
· misure delle caratteristiche di impianti di media e grossa potenza, realizzati da terzi
in tutta la Svizzera. Si trattava sovente del collaudo richiesto dal committente
dell'impianto per pagare i fornitori, rispettivamente dalla Confederazione per pagare
i sussidi concessi
· verifiche e misure degli impianti costruiti nel Cantone nell'ambito dell'azione
promozionale "50 impianti per 50 comuni". Le misure della Centrale TISO avevano
messo in luce numerosi errori concettuali o di esecuzione degli impianti, che ne
riducevano il rendimento.
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dal 1997 a oggi
·
·
·
·
·
·
continuazione e sviluppo delle attività della Centrale
durante tutti i periodi menzionati sono continuate le osservazioni dei due impianti
da 10 e da 4 kW. In particolare, l'evoluzione del rendimento assumeva
un'importanza sempre maggiore, avvicinandosi a quella che poteva essere la
durata di vita presunta dei moduli della prima generazione. Sono state riprese e
rivalutate tutte le informazioni precedenti sul rendimento e sul degrado fisico dei
moduli. I due impianti sono, infatti, i più vecchi al mondo, allacciati alla rete elettrica
e per i quali esiste una documentazione continua.
allacciamento alla rete elettrica, nel 1998, di una piccola installazione con 8
moduli a tripla giunzione, per verificare il comportamento di questi nuovi moduli al
silicio amorfo
test di affidabilità e di invecchiamento rapido dei moduli a silicio monocristallino del
primo impianto, in collaborazione con il Centro Comune di Ricerca di Ispra. Dopo un
periodo di invecchiamento artificiale di 20 anni, in aggiunta ai 17 già trascorsi, i
moduli presentavano un ulteriore degrado meccanico, ma nessuna perdita di
rendimento. La durata di vita dei moduli dovrebbe quindi raggiungere almeno i
40 anni.
nel 2000 veniva messo in funzione un simulatore solare a impulso per test veloci
dei moduli. Esso permette il confronto tra le misure in condizioni reali, che
permangono al centro delle attività, con quelle eseguite in condizioni standard da
altri laboratori e dai fabbricanti. Il simulatore permette inoltre di effettuare misure
rapide di moduli a favore di terzi.
raccolta dati e confronto della produzione degli impianti fotovoltaici allacciati alla
rete elettrica in Ticino.
Dal Dipartimento del territorio alla Scuola Universitaria della
Svizzera Italiana
Nel 1998, il progetto TISO è stato trasferito dalla Sezione protezione aria e acqua, del
Dipartimento del territorio, al Laboratorio energia, ecologia e economia, della Scuola
Universitaria professionale della Svizzera Italiana. Il dott. Giorgio Travaglini ne
assumeva la direzione. L'impostazione delle attività era conservata, ma essa poteva
essere potenziata grazie alla presenza di un responsabile a pieno tempo e a nuovo
personale.
Che cosa è cambiato in 20 anni
Se si confronta lo stato di allora con quello attuale, i progressi nel fotovoltaico sono
impressionanti. Essi non hanno nulla da invidiare a quelli che hanno caratterizzato
l'introduzione di altre tecnologie sia in campo energetico che in altri.
A questo fatto non cambia niente anche se, all'inizio degli anni '80, in ogni parte del
mondo, i fautori del fotovoltaico prevedevano che i progressi fossero ancora più rapidi.
Alcuni dati mostrano questa evoluzione.
Per quanto concerne i costi, in 20 anni c'è stata una riduzione in assoluto (senza
tenere conto del rincaro) di un fattore 3. Considerando il rincaro generale dei beni di
consumo, la riduzione del prezzo sarebbe ancora maggiore. La tabella confronta i costi
per l'impianto TISO, nel 1982, con quelli presumibili nel 2002 per un impianto di
dimensioni paragonabili.
moduli
ondulatore
costi totali
1982 (TISO)
fr. / W
21.3.40
28.50
2002
fr. / W
6.1.20
12.-
Il rendimento per unità di superficie dei moduli al silicio cristallino, utilizzati
correntemente, è aumentato di circa il 30 % passando da 100 W/m2 a 130 W/m2. Il
che significa che oggi si può ottenere la medesima energia con un impianto che
occupa il 30 % in meno di superficie.
Otto moduli su 288 si sono rotti, soprattutto a causa di infiltrazioni d'acqua, e hanno
dovuto essere sostituiti. Con i moduli rimanenti (97 % di tutti i moduli), dopo 20 anni di
funzionamento, l'impianto produce la stessa quantità di energia di quando è stato
costruito. Le misure eseguite a scadenze regolari su un campione di moduli non hanno
permesso di rilevare nessuna diminuzione del rendimento (Dh< 1 %), nonostante il
degrado meccanico dei moduli. Test di invecchiamento artificiale di alcuni moduli
dell'impianto TISO, eseguiti a Ispra, hanno inoltre indicato che questi moduli
dovrebbero produrre energia per almeno altri 20 anni, per un totale cioè di almeno 40
anni.
Per quanto riguarda l'affidabilità, l'ondulatore è l'elemento più debole di un impianto
fotovoltaico. L'ondulatore dell'impianto TISO è stato cambiato tre volte, ma i nuovi
ondulatori mostrano di essere meno sensibili e più duraturi di quelli della prima
generazione.
Già le misure iniziali avevano indicato che gli impianti fotovoltaici non causano disturbi
alla rete elettrica e non diminuiscono la sicurezza per il personale addetto alla
manutenzione della rete.
Anche per i moduli al silicio amorfo i cambiamenti sono stati imponenti. Nel 1984, i
primi prototipi di cellule avevano un rendimento inferiore all'1%. Già nel 1988, i moduli
in commercio utilizzati per l'impianto da 4 kW avevano, dopo il degrado iniziale, un
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rendimento del 4 %. Quelli a tripla giunzione, acquistati nel 1998, hanno un
rendimento stabile che oscilla, a seconda della temperatura, tra 6 e 6.8 %.
Da non dimenticare, inoltre, è l'aumento costante del mercato mondiale del
fotovoltaico. La produzione annua di moduli è passata da 13 MW nel 1982 a 300 MW
nel 2000. La crescita annua della produzione ha raggiunto il 30 % e è di tipo
esponenziale: il medesimo tasso di crescita è in aumento.
Per quel che riguarda il Cantone Ticino, la proposta di promozione del fotovoltaico,
attualmente all'esame del Gran Consiglio, potrebbe rappresentare l'inizio di un nuovo
atteggiamento verso l'uso di questa tecnologia.
Alcune altre iniziative da non dimenticare
Accanto al progetto TISO, a partire dalla fine degli anni '80, altre iniziative hanno
contribuito a promuovere il fotovoltaico. Di seguito ne sono citate alcune:
¨ un impianto fotovoltaico, utilizzato per la carica delle batterie di un auto elettrica a
disposizione dei clienti della ditta Neukomm a Locarno. Questa iniziativa era stata
realizzata molti anni prima del progetto Veicoli elettrici leggeri (VEL) di Mendrisio e
senza nessun sussidio
¨ un impianto da 20 kW sul tetto delle officine FFS a Giubiasco
¨ un impianto da 100 kW lungo la linea ferroviaria tra Riazzino e Gordola
¨ alcuni impianti con potenza attorno ai 3 kW, realizzate da banche, aziende
elettriche, scuole e comuni
¨ un impianto da 185 kW sullo stabile dell'UBS a Manno
¨ un impianto da 4 kW che fornisce il 60 % di tutta l'energia necessaria per una casa
privata (elettrodomestici, acqua calda sanitaria, riscaldamento). I costi dell'impianto
fotovoltaico sono stati interamente ricuperati con risparmi sul sistema tradizionale
di riscaldamento. Questa realizzazione mostra che il fotovoltaico può diventare
particolarmente interessante, anche economicamente, se integrato nel concetto
impiantistico della costruzione
¨ alla fine del 2000 in Ticino sono in funzione più di trenta impianti allacciati alla rete
elettrica con una potenza totale di 413 kW: pochi se si pensa che in Svizzera ne
esistono per più di 10'000 kW, nonostante le condizioni d'irraggiamento medie
peggiori che in Ticino.
I principali attori del progetto TISO
Le persone che hanno un ruolo particolarmente significativo per il progetto TISO sono
menzionate di seguito.
Fulvio Caccia, direttore del Dipartimento dell'ambiente all'inizio e nei primi anni del
progetto,
Dario Bozzolo, Osvaldo Daldini, Giorgio Salvadè, Carlo Spinedi, Febo Zamboni, Renato
Pamini e Fabio Solcà del Laboratorio di fisica terrestre che hanno partecipato ai lavori
di progettazione e alla realizzazione del primo sistema di misura,
Tino Celio e Claudio Giovannini consulenti esterni per la costruzione dell'impianto,
Paolo Ceppi, primo ricercatore a tempo pieno seguito da Domenico Iacobucci e Lorenzo
Castellari,
Domenico Chianese, Sandro Rezzonico e Nerio Cereghetti ricercatori tuttora attivi ai
quali si sono aggiunte Antonella Realini e Gabo Friesen,
Romano Medica della Scuola Tecnica Superiore ha accompagnato il progetto e
assistito i ricercatori in tutte le questioni pratiche.
Gerhard Schriber, Christoff De Reyff, Stefan Nowak dell'Ufficio federale dell'energia
hanno seguito e sostenuto il progetto, anche nei momenti più difficili
Karl Krebs del Centro congiunto di ricerca di Ispra ha appoggiato il progetto e coinvolto
gli operatori ticinesi nelle attività in atto a livello europeo
Numerose altre persone hanno lavorato al progetto o lo hanno sostenuto in molti modi
diversi. Il loro elenco sarebbe troppo lungo.
A tutte va il mio ringraziamento.
Finanziamenti
Il finanziamento del progetto è stato assicurato nella prima fase dal Fondo Nazionale
per la ricerca energetica, la Fondazione Villalta, la Società Elettrica Sopracenerina e la
Migros. Dal1995, l'Ufficio federale dell'energia ha regolarmente finanziato il progetto,
assicurandone la continuità. L'Azienda elettrica ticinese ha finanziato gli ultimi periodi
di ricerca e il Cantone Ticino alcuni periodi intermedi.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
Photovoltaik – Chancen und Stolpersteine
Dr. Walter Steinmann, Direktor
Bundesamt für Energie BFE
CH-3003 Bern
Email: [email protected]
Einleitung
Wir alle verbinden Sonnenenergie und Photovoltaik mit positiven Gefühlen und Gedanken. Keine andere der Alternativenergien hat es geschafft, sich derart tief in die Herzen
der Schweizerinnen und Schweizer einzuschmiegen und mit derart hohen Sympathiewerten versehen zu werden. Sonnenenergie gilt als Zauberwort, sie wird von manchen
Zeitgenossen als Allheilmittel zur Lösung unserer Energieprobleme angesehen. Und
wenn jeweils schüchtern die Frage gestellt wird, ob denn in diesem Lande mit seinen
doch nicht wenigen Nebel- und Regentagen sowie seinen Winterstromverbrauchsspitzen die Versorgung wirklich gesichert sei, dann beginnen schon bald auch rational
denkende exakte Ingenieure mit dem Aufzeigen der Möglichkeit des Transportes von
„komprimierter“ Sonnenenergie aus der Wüste trotz hoher Investitionskosten sowie
politischen Risiken in unsere Breitengrade erste Skizzen und Wirtschaftlichkeitsberechnungen anzustellen.
Doch wie sieht die Energieverbrauchsentwicklung aus? Wie stark sind eigentlich die
Erneuerbaren Energien bereits auf dem Vormarsch?
Der schweizerische Energieverbrauch betrug im Jahre 2000 855 PJ. Im Vergleich zum
Jahr 1950 hat sich der Verbrauch damit verfünffacht. Im Vergleich zu den letzten beiden Jahrzehnten bewirkten die Erdölkrise und die Energiepolitik eine deutliche Abschwächung der Zunahme des Verbrauchs. Während von 1950 bis 1973 der Verbrauch sich vervierfachte, lag er im Jahre 2000 rund 37% über dem Wert von 1974.
(Grafik Energieverbrauch der Schweiz seit 1910 im Anhang)
Der schweizerische Energieverbrauch wird im wesentlichen durch Erdöl (59,7%),
Elektrizität 22,0% und Erdgas bestimmt (11.1%). Diese Angaben beziehen sich auf das
Jahr 2000. Die erneuerbaren Energieträger Holz, Sonne, Wind, Biogase und Umgebungswärme wiesen einen hohen Zuwachs auf, allerdings auf sehr tiefem Niveau. Solarstrom liefert aktuell nur ca. 0.2 Promille an die Schweizerische Stromproduktion.
Die erneuerbaren Energien haben also noch keinen bedeutenden Anteil am Energieverbrauch. Unsere Klima- und Energieziele werden aber nur einzuhalten sein, wenn
sich die Schweiz darauf besinnt, dass weit mehr als bisher in die Energieeffizienz sowie
die erneuerbaren Energien investiert werden muss. Der Bundesrat hat sich auf das Ziel
einer nachhaltigen Entwicklung festgelegt, dieses umsetzen ist aktuell vor allem auch
Aufgabe des Programms EnergieSchweiz.
EnergieSchweiz strebt Grosses an
EnergieSchweiz (eCH) ist das Instrument zur Umsetzung der schweizerischen Energieund Klimapolitik; eCH setzt auf freiwillige Massnahmen, welche durch zusätzliche Vorschriften (Gebäude, Warendeklaration, CO2-Abgabe) verstärkt werden können. eCH
arbeitet in den Bereichen Industrie/Gebäude/Mobilität/erneuerbare Energien zusammen mit Kantonen, Gemeinden, privaten Organisationen und Agenturen
(Bsp: SWISSOLAR) auf die vom Bundesrat vorgegebenen Energie- und Klimaziele hin:
Senkung CO2-Ausstoss, Stabilisierung Elektrizitätsverbrauch, Erhöhung Anteil erneuerbare Energien.
Ziele EnergieSchweiz:
Bereich
Rationelle Energieverwendung
Fossile Energien
CO2-Emissionen ab 1990
Elektrizitätsverbrauch
Erneuerbare Energien
Wasserkrafterzeugung
Übrige:
- Elektrizität
- Wärme
Ziele 2010
-10%
-10%
+ 5%
stabil
+ 0,5 TWh (+1%)
+ 3,0 TWh (+3%)
Wir sind uns im Klaren: Die Photovoltaik wird zu diesen kurzfristigen Zielen keinen
wesentlichen energetischen Beitrag liefern können. Die Photovoltaikanwendungen im
Energiebereich sind dazu noch zu jung. Es ist noch einiges an Forschung und Entwicklung notwendig, damit die Photovoltaik eine bedeutende Rolle wird spielen können.
Trotzdem ist es wichtig, zwischendurch auf das Erreichte zurückzublicken und auch
Erfolge sowie Jubiläen zu feiern.
20 Jahre Photovoltaik in der Schweiz
Vor 20 Jahren erfolgte hier am TISO auf Initiative von Mario Camani und mit Unterstützung von Fulvio Caccia, zwei Pionieren der Photovoltaik, ein wichtiger Startschuss für
die Schweizer Photovoltaik (sicher gab es auch an anderen Orten entsprechende Interessen und Aktivitäten, aber die PV Anlage des TISO war damals einmalig): Die 10 kWp
Anlage, deren 20 Jahr-Jubiläum wir hier heute feiern dürfen, war nicht nur für die
Schweiz, sondern mindestens europa-, wenn nicht weltweit eine der ersten netzgekoppelten Anlagen überhaupt. Das TISO gilt seither als wegweisendes und anwendungsorientiertes Forschungslabor auf dem Gebiet der Photovoltaik. Kurz nach der Gründung
des TISO nahm auch das Schweizer Photovoltaik Programm seinen eigentlichen Anfang. Herzlichen Dank und Gratulation diesen Pionieren.
Der breite Marktdurchbruch neuer Technologien im Energiebereich benötigt Jahrzehnte: Von den ersten Forschungs- und Feldversuchen bis zum bedeutenden Anteil an Gesamtenergieproduktion hat auch bei der Wasserkraft sowie der Kernkraft zwischen
dreissig und sechzig Jahren gedauert. Blicken wir auf 20 Jahre Photovoltaik zurück, so
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2002
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2002
können wir feststellen, dass sich in der Zwischenzeit viel getan hat. Wohl hat die Photovoltaik noch keinen grossen Beitrag an der elektrischen Energieerzeugung und wird
es auch in naher Zukunft noch nicht haben; sie hat es aber geschafft, dass man heute
meist nicht mehr über das „ob“ sondern vielmehr über das „wie“ eines Beitrags zur
Energieversorgung diskutiert. Zusammen mit anderen erneuerbaren Energien ist die
Photovoltaik auf die Traktandenliste der grossen Energiekonzerne, bedeutender Finanzinstitutionen und der politischen Gremien bis hin zum G8 Gipfel gekommen. Viele
Kreise sind sich heute einig, dass die Photovoltaik dereinst eine wichtige Rolle in der
elektrischen Energieversorgung spielen kann und wird.
Forschung: Die Schweiz vorne mit dabei
Der Stand der verschiedenen Solarzellentechnologien wurde an der letzten PV-Tagung
ausführlich behandelt. Nur ganz kurz: Sie alle kennen die Teams am Institut de Microtechnique Neuchâtel (IMT) mit ihren micromorphen Solarzellen, die Arbeiten von Herrn
Prof. Grätzel an der EPFL, die Dünnschichtzellen der ETHZ, das TISO und noch einige
mehr. Sie alle sind international für ihre Leistungen anerkannt. Sie tragen mit innovativen Ansätzen an der weltweiten Entwicklung in bedeutendem Masse bei. Dies wird
durch die Interessen verschiedener grösserer Konzerne an einer Kooperation bestätigt.
Im Bereich der Solarzellen sind erst einige Ansätze zu einer Umsetzung direkt in der
Schweiz vorhanden, weil bei uns noch kein eigentlicher „Solar- oder Energiecluster“
entstanden ist, in dem sich Forschung, Industrie, Dienstleister, Ausbildner und Financiers treffen und gemeinsam Innovationen entwickeln sowie umsetzen. Es ist aus nationaler Sicht aber wünschenswert, dass die Bemühungen zur Umsetzung der Forschungsresultate in die unternehmerische Praxis von Erfolg gekrönt werden und zum
Technologiestandort Schweiz einen echten Beitrag leisten können. Doch eine Forschung ohne grossen Heimmarkt ist immer mit nicht geringen Risiken verbunden.
Weltweit in der Spitzengruppe sind auch die Forschung- und Produkteentwicklungsarbeiten im Systembau (Neudeutsch „Balance of System“). Dabei sind Schweizer Unternehmen v.a. bei der Entwicklung neuer Komponenten (Wechselrichter, Steckverbindungen, Montagesysteme) zu nennen. Die Gebäudeintegration der Photovoltaik nahm
vor mehr als 10 Jahren in der Schweiz ihren Anfang und ist mittlerweile zu einem der
bedeutendsten Pfeiler der Photovoltaik geworden. Auch heute leistet die Schweiz in
diesem Gebiet wichtige Beiträge. Wir müssen aber davon ausgehen, dass grössere
Marktanteile nur erreicht werden können, wenn die Hersteller in grösseren Serien produzieren und über effiziente Absatzkanäle verteilen können.
Umsetzung verlangt jetzt staatliche Förderung
Die PV-Anlagen haben heute einen qualitativ sehr hohen Stand. Wer gibt 20 Jahre Leistungsgarantie für seine Produkte, wie dies einige Modulhersteller tun? Auch die Zuverlässigkeit der Systemkomponenten nimmt laufend zu und hat einen derart guten
Stand erreicht, welcher den Vergleich mit anderen industriellen Systemen nicht zu
scheuen braucht.
Die heute verbreitet eingesetzten PV-Technologien (Mono- und Polykristalline Zellen)
werden noch für längere Zeit den Markt prägen. Deshalb ist deren Einsatz auch sinnvoll, da damit Erfahrungen, v.a. im Systembau und dem Betrieb der Anlagen gemacht
werden können. Eines der Hauptthemen dieser Tagung ist es, diese Langzeiterfahrungen zu evaluieren. Der 20-Jährige Geburtstag der Anlage am TISO ist ein Beweis für die
Dauerhaftigkeit der Anlagen und zugleich auch die Bestätigung, dass daraus wichtige
Erkenntnisse für eine breitere Umsetzung gewonnen werden können.
Der weltweit massive Anstieg des PV-Marktes ist auf staatliche Programme (Nationale
Programme, Weltbank, Entwicklungsorganisationen und lokale Förderaktivitäten) zurückzuführen. Es ist weniger ein Anstieg aufgrund der wachsenden Konkurrenzfähigkeit, als aufgrund der Einsicht, dass PV auch im Netzverbund längerfristig eine gewisse
Bedeutung haben wird und für nichtelektrifizierte Gebiete heute schon haben kann.
Der Anstieg des Photovoltaik-Marktes ist auch Ausdruck einer differenzierten Betrachtung des Energiemarktes durch die Politik, in welchem die nackte kWh und deren Preis
nicht mehr als alleinige Messgrösse des Produktes Strom betrachtet wird (Stichwort
Ökostrom, Energiedienstleistung, multifunktionale Technologien).
Eine Gesetzgebung wie in Deutschland (Stromeinspeisegesetz), die übrigens ursprünglich eine Schweizer Idee war und erstmals in Burgdorf umgesetzt wurde, und weitere
interessante Programme die in anderen EU-Staaten in Vorbereitung sind, geben Hoffnungen auf eine positive Entwicklung des Marktes.
Die PV-Entwicklung ist auf Konstanz in der Nachfrage angewiesen, um für die Unternehmen eine berechenbare Basis zu bilden. Das Elektrizitätsmarktgesetz wird erlauben, für grünen Strom schweizweit höhere Preise zu erzielen. Aber die hohen Gestehungskosten beim Solarstrom werden einer grossen Nachfrage entgegenstehen. Deshalb werden weitere Förderanstrengungen der öffentlichen Hand nötig sein, um mittels
neuen Technologien sowie breit ausgetesteten Programmen diese Produktion zusätzlich hin zu einer echten Wettbewerbsfähigkeit zu bringen. Die Förderprogramme der
öffentlichen Hand haben die Verantwortung, dass diese Konstanz erzielt werden kann:
Eine stop-and-go-Politik ist abzulehnen, die Unternehmen brauchen für ihre Planung
und Entwicklung bestimmte klare Rahmenbedingungen und kontinuierliche staatliche
Förderung. Daneben sind die Möglichkeiten der indirekten Unterstützung durch eine
Marktöffnung mit differenzierten Preisen der Ökostromangebote auszuschöpfen.
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Umsetzung CH: Der Markt wächst und entwickelt sich
In Deutschland verzeichnet die Photovoltaik Zuwachsraten von 50 – 100% pro Jahr,
weltweit steigt die Produktion um 30%. Die Schweiz droht zurückzufallen. Mit der Ablehnung der Energieabgabe vom 23. September 2000 haben die Erwartungen auf rosige Marktaussichten einen massiven Dämpfer erfahren. Von Seite der Branche wurde
bereits der Tod der Solarenergiebranche in der Schweiz heraufbeschworen. Wie die
Verkaufszahlen zeigen, ging das Wachstum in der Zwischenzeit aber weiter. Die erhoffte Förderung, in einem ähnlichen Ausmass wie momentan in Deutschland, ist bei uns
vorderhand trotz entsprechender Vorstösse nicht in Sichtweite. Die Förderung ist mit
dem neuen Energiegesetz an die Kantone übertragen worden. Sie erhalten dafür Globalbeiträge des Bundes, im Jahre 2002 transferiert der Bund rund 13 Mio Fr. an die
Kantone, welche damit Förderprogramme von rund 70 Mio Fr. auslösen.
Photovoltaik wird momentan in 12 Kantonen gefördert. Die aktuelle Liste kann unter
http://www.e-kantone.ch/foerdermassnahmen/default.asp heruntergeladen werden.
Es ist aber aus Sicht der Konsumenten und Produzenten notwendig, dass sich in
diesem Bereich kein föderalistischer Wildwuchs mit 26 unterschiedlichen Programmen
ergibt. Bund und Energiedirektorenkonferenz sind bestrebt, eine Harmonisierung der
kantonalen Förderkonzepte zu erreichen.
Wärme und Strom
Nur Solarstrom
Stand: 18.3.2002
Nur Solarwärme
Kantonale Förderungen der Photovoltaik
Vor kurzem hat auch der Kanton Tessin eine Förderung für kleinere PV-Anlagen beschlossen und richtet nun die höchsten Beiträge pro kW Anlagenleistung in der
Schweiz aus. Wir hoffen, dass nicht wie bei anderen Förderprogrammen bereits nach
wenigen Wochen die Mittel vergeben sind und sich Frust bei den Nichtberücksichtigten
breit macht. Die Erfahrungen aus den Bundessubventionsprogrammen haben gezeigt,
dass es hohe Förderbeiträge braucht, um neue Kunden zum Bau einer eigenen Anlage
zu motivieren. Noch besser als Subventionen sind zweifelsohne Förderungen nach dem
Burgdorfer Modell, welches statt Oekobörsen (wenige zahlen viel) und hohen staatlichen Finanzmitteln eine breite Einbindung aller Konsumenten (alle zahlen wenig mehr)
bringt.
Bis dieses Ziel erreicht ist soll auch für Leute, die nicht Anlageneigentümer werden
wollen, Solarstrom angeboten werden können. Eine Kommunikationsagentur ist von
EnergieSchweiz beauftragt, das Angebot „Solarstrom vom Elektrizitätswerk“ weiteren
EW’s schmackhaft zu machen. Über 50 Prozent der Haushalte haben bereits Zugang
zu einem Solarstromangebot. Die Nachfrage nach diesem Angebot hat dazu geführt,
dass seit ein paar Jahren der grösste Anteil des Zuwachses an Photovoltaikleistung in
der Schweiz auf die Solarstrombörsen zurückzuführen ist.
Photovoltaik
Verkäufe
Schweiz
2'500
1'500
1'000
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
0
1987
500
1986
kWp
2'000
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Solarstromangebote vom Elektrizitätswerk
Eine zusätzliche Verbesserung der Konkurrenzfähigkeit von Elektrizität aus erneuerbaren Energien bringt das EMG. Das Gesetz wird in den kommenden zehn Jahren die
Netzbetreiber verpflichten, Strom aus erneuerbaren Energien gratis durch das Netz zu
leiten. Zusätzlich führt die Deklarationspflicht dazu, dass sich Strom aus erneuerbaren
Energien auf dem Markt besser positionieren kann. Es ist erfreulich, dass Ökostromlabels mit Solarstromanteil (naturemade star) sich nun vermehrt bekanntmachen können. Wir haben diese Initiative unterstützt und werden es weiterhin tun, weil es mit
seinem Förderprogramm wesentlich zur Erreichung der Ziele von EnergieSchweiz beiträgt. Die Widerstände lokaler Elektrizitätswerke gegen den Bau neuer Anlagen werden
dank der Rückvergütung der Netzdurchleitungsgebühren durch die nationale Netzgesellschaft verringert. Zudem können die Produzenten ihren Solarstrom an beliebige
Kunden verkaufen, ohne an das Angebot der örtlichen Elektrizitätswerke gebunden zu
sein.
Aussichten für die Industrie: Exportmärkte anpeilen
Der begrenzte Heimmarkt stellt sicher ein Handikap für Schweizer Firmen auf diesem
Gebiete dar. Denn grosse und für Newcomer offene Märkte erlauben, mit begrenzten
Mitteln zumindest den Start und erste Verkaufserfolge realisieren zu können. Teilweise
kann durch die Förderung d.h. Mitfinanzierung der hardwareseitigen Teile von Pilotund Demonstrationsanlagen dieses Handikap wettgemacht werden. So können fundierte Erfahrungen mit erfolgsversprechenden Neuentwicklungen gesammelt werden
und die Markttauglichkeit vor der Aufnahme einer Grosserienproduktion eruiert werden. Immer mehr müssen aber diese Produkte den Anforderungen der internationalen
Märkte angepasst sein, um effektiv auch Exportchancen zu haben.
Die Förderung neuer Technologien und junger Unternehmen haben sich verschiedenste Institutionen (auf die Fahnen geschrieben: Die KTI will mit einem eigenen Label die
Markttauglichkeit und Finanzierungswürdigkeit unter Beweis stellen, das seco fördert
Jungunternehmen und versteht sich als Anwalt der Klein- und Mittelbetriebe, der PSEL
will speziell im Energiebereich zur Förderung der Innovation beitragen.
Die Schweizer Firmen haben einen deutlichen Vorsprung im Ingenieur-know-how, insbesondere in der Gebäudeintegration. Dies ist eine gute Chance für erfolgsversprechende Exportmöglichkeiten. Etliche Firmen haben sich bereits auf den internationalen
Markt begeben. Die Erfahrungen und Kontakte, welche sie im Rahmen der internationalen Forschungsprogramme gewonnen haben, trugen sicher zur Vernetzung bei. Die
konkrete Formulierung einer Export-Strategie dürfte für nicht wenige nun zu einem
wichtigen Schritt werden. Denn der erfolgreiche Einstieg in neue Märkte verlangt Vorinvestitionen, Konzentration auf erfolgversprechende Märkte sowie klare Absichten und
Schritte der Marktbearbeitung. Externe Profis wie die bekannte Exportförderungsorganisationen osec können für wenig Geld wichtige Hinweise geben und die Absichten mit
ihren Erfahrungen kontrastieren.
Was macht das BFE
Förderung von Innovationen, Jungunternehmen und neuen Technologien ist eine Aufgabe, welche nicht in jedem Bereich mit separaten Programmen angegangen werden
muss. Es ist ein Irrglaube, dass Solarpionierunternehmer andere Gene und Probleme
haben als Informatik- oder Telekom-Newcomers.
Was das BFE für die erneuerbaren Energien sowie speziell die Solarbranche tun kann,
ist das Schaffen guter Rahmenbedingungen und die Förderung im Rahmen des Programms EnergieSchweiz. Finanziell verfügt das BFE nur über rund 20 Prozent des
schweizerischen Forschungsbudgets, versucht aber mit Koordination und subsidiärem
Mitteleinsatz Akzente zu setzen. Für uns stehen aktuell folgende Themen und Projekte
im Zentrum:
·
Bei den kommenden Auseinandersetzung des EMG werden wir darauf hinweisen,
dass über die Kennzeichnung sowie die Gratisdurchleitung (rund 30 Mio Fr.) ein
nicht geringer Schub für die erneuerbaren Energien realisiert werden kann
·
Wir wollen die bisherigen Photovoltaik-Förderprogrammerfahrungen gezielt auswerten und die Resultate auch publizieren
·
Wir wollen uns dafür einsetzen, dass die finanzielle Unterstützung der Erneuerbaren Energien Kontinuität erhält. Kurzfristige Aufstockungen der Mittel für ein Jahr
sind zwar attraktiv, doch brauchen die Unternehmer eine längere Perspektive, sie
haben bereits zu lange vom Hand in den Mund gelebt und müssten nun längerfristige Dispositionen treffen. Eine Möglichkeit ist die Motion von Nationalrat Christen,
welche vielleicht dank der oft sehr geschickten Lobby-Arbeit der Solarszene im
Parlament eine Chance hat.
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·
Es wird aber auch zu diskutieren sein, ob heute in der Branche die auch für den
internationalen Wettbewerb adäquaten Strukturen vorhanden sind: Wird hier eventuell noch zu viel eher handwerklich und auf Einzelwünsche ausgerichtet produziert? Müssten diese Kleinstunternehmen im veränderten Umfeld vermehrt kooperieren oder teils gar fusionieren, um effektiv auch in einem grösseren Markt bestehen zu können?
·
EnergieSchweiz will im Rahmen seiner Aktivitäten neben der weiteren Förderung
von Forschung und Entwicklung im Solarbereich folgende Projekte vorantreiben:
Förderung von Solarstrombörsen, Unterstützung der Positionierung des Labels „Naturmade“, Pflicht für die „Gebäudeagentur“ Minergie die erneuerbaren Energien bei
der Projektierung und Umsetzung von Bauvorhaben gezielt einzubeziehen, Fortführen des Leistungsauftrags AEE/Swissolar mit dem klaren Ziel, die Markteinführung
der Photovoltaik nach Kräften zu unterstützen.
Visionen für eine sonnige Zukunft
Bis zur Abstimmung vom September 2000 hatte die Solarszene ein konkretes Ziel, eine Vision, seither hat sich die Branche noch nicht von diesem Schlag erholt. Doch
nächste für die Sonnenenergie wichtige Abstimmungen stehen an: Das Elektrizitätsgesetz im September 2002 und dann 2003/4 die Moratoriums- sowie die Ausstiegsinitiative. Alltagsbüez und politische Händel sowie Auseinandersetzungen stehen also in
grösserer Zahl bevor. Doch die Solarszene braucht mehr:
Die Photovoltaik braucht Visionen, so wie vor 20 Jahren eine Vision zur PV-Anlage des
TISO geführt haben. Heute brauchen wir Visionäre, Unternehmer und auch Financiers,
die an die Zukunft des Standortes Schweiz in der Photovoltaik glauben und sich dafür
engagieren. Ein Jammern über die in der Schweiz ungenügende Unterstützung für
Sonnenenergie und Photovoltaik bringt uns nicht weiter. Die Photovoltaikbranche muss
ihr Image als zukunftsträchtige Branche pflegen. Nur Erfolgreiche haben Aussicht auf
weiteren Erfolg.
Die Photovoltaik als „Technologie“ muss noch mehr zum „Standardprodukt“ in der
Baubranche werden. Photovoltaikelemente müssen ebenso einfach einsetzbar sein wie
die Hausglocke links neben der Haustüre oder die Glühbirne in der bereits montierten
Leuchte.
Photovoltaik sollte auch für Architekten als Herausforderung und als Chance angesehen werden. Noch heute fühlen sich nicht wenige in ihrer Gestaltungsfreiheit und ihren
Entwürfen durch die Photovoltaik eher eingeschränkt: Vielleicht braucht es an der ETH
Zürich eine spezielle Professur bei den Architekten, um eine neue Generation für die
gestalterischen Möglichkeiten der Photovoltaik zu sensibilisieren: Photovoltaik kann
sowohl als Gestaltungselement, als auch „unsichtbar“ eingesetzt werden.
Ich wünsche mir Pioniere, Umsetzer, kühle Denker wie vorbildliche Investoren, welche
zusammen zu einer attraktiven Photovoltaikszene Schweiz beitragen. Das BFE wird sie
nach Kräften unterstützen.
1910
0
100'000
200'000
300'000
400'000
500'000
600'000
700'000
800'000
900'000
1'000'000
TJ
1920
1930
1940
1950
1960
1980
1990
2000
Müll und Industrieabfälle
Gas
Fernwärme
Elektrizität
übrige erneuerbare Energien
Holz
Treibstoffe
Erdölbrennstoffe
Kohle und Koks
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1970
Endenergieverbrauch der Schweiz seit 1910
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Prospettive delle energie rinnovabili in Ticino
On. Marco Borradori, Consigliere di Stato
Dipartimento del territorio del cantone Ticino, Viale Franscini 17
CH-6500 Bellinzona
Email: [email protected]
1.
Introduzione: un messaggio per la promozione del
fotovoltaico in Ticino
Nel dicembre 2001 il Consiglio di Stato ha indirizzato al Gran Consiglio un messaggio
con la richiesta di un credito per promuovere la costruzione d'impianti fotovoltaici per
la produzione e la messa in rete di energia elettrica.
Lo scopo è di dare un impulso alla realizzazione d'impianti fotovoltaici allacciati alla
rete elettrica, di piccola e media grandezza, per una potenza nominale complessiva di
circa 140 kWp.
Con il messaggio il Consiglio di Stato ha voluto dare anche una risposta alle numerose
sollecitazioni, giunte dal Gran Consiglio, per un maggior impegno nella promozione
delle energie rinnovabili indigene e in particolare di quella fotovoltaica.
2.
Perché promuovere il fotovoltaico
Un approvvigionamento energetico, basato in larga misura su fonti rinnovabili e
rispettose dell'ambiente, rappresenta uno dei pilastri dello sviluppo sostenibile, che
figura tra gli obiettivi prioritari delle linee direttive di questo quadriennio. La
promozione di queste fonti energetiche è coerente anche con gli obiettivi legislativi di
carattere generale, che impongono la ricerca di un approvvigionamento sicuro,
economico e compatibile con l'ambiente.
L'impiego dell'energia rinnovabile indigena risulta favorevole dal profilo dell'impatto
sull'ambiente ed è interessante anche dal punto di vista economico, poiché genera
investimenti a livello locale e regionale. L'impiego di queste risorse indigene costituisce
inoltre un presupposto per la progressiva riduzione della nostra dipendenza dai vettori
energetici fossili importati.
Con questa iniziativa il Governo intende colmare, almeno in parte, il ritardo che il
Cantone ha accumulato, in questo specifico settore, nei confronti del resto della
Svizzera. In Ticino vi sono infatti tutti i presupposti per poter diventare un'ubicazione
privilegiata per la produzione e il commercio di energia rinnovabile di alta qualità, come
quella fotovoltaica.
3.
Energia idroelettrica, legna, energia solare
Il Cantone Ticino dispone di tre importanti e abbondanti risorse energetiche rinnovabili.
L'energia idroelettrica prodotta dalle nostre acque, l'energia termica ricavata dal legno
dei boschi e l'energia solare. Lo sfruttamento di queste fonti non è però avvenuto in
maniera omogenea; l'evoluzione della tecnologia ha sin qui giocato un ruolo
determinante nel loro sviluppo. La situazione attuale può essere così riassunta.
Energia idroelettrica
Lo sfruttamento sistematico del potenziale idroelettrico del nostro territorio è iniziato
negli anni '50 con la costruzione di centrali di grande e media potenza. Lo sfruttamento
di questo potenziale è stato ulteriormente incrementato negli ultimi decenni, con il
rinnovo delle centrali più vecchie e con la costruzione di nuove microcentrali.
Le tecnologie, impiegate in questo settore, sono ormai ampiamente mature e
collaudate.
Energia dal legno per il riscaldamento di edifici
La legna da ardere aveva da sempre costituito la fonte principale di calore per le
abitazioni. A partire dagli anni '50, l'introduzione degli impianti di riscaldamento
centralizzati alimentati da nuovi vettori energetici fossili, ha portato al progressivo
declino della legna da ardere. Quest'ultima ha poi conosciuto una nuova ripresa dopo
le crisi petrolifere degli anni '70 e '80.
Infatti negli ultimi decenni, con il significativo progresso tecnico delle centrali termiche
automatiche a legna e anche grazie al sostegno finanziario del Cantone, si sono
realizzate diverse installazioni d'avanguardia per il riscaldamento di edifici sia privati
sia pubblici.
L'industria del legno svolge poi un ruolo molto importante nell'economia dei cantoni di
montagna.
All'inizio del 2002 il Consiglio di Stato ha sottoposto al Gran Consiglio anche un
messaggio per il sussidiamento degli impianti a legna.
Energia solare
L'energia solare è la più "giovane" da un punto di vista del suo sfruttamento diretto per
i nostri fabbisogni. Il potenziale dell'energia solare è enorme e sarebbe più che
sufficiente per coprire tutto il fabbisogno della società moderna. In Ticino tramite
l'informazione, la formazione professionale e la consulenza sono state promosse tutte
e tre le forme di utilizzazione possibili dell'energia solare: la produzione di calore per
l'acqua calda sanitaria e il riscaldamento, lo sfruttamento passivo per il riscaldamento
degli edifici tramite misure architettoniche e la produzione di elettricità tramite impianti
fotovoltaici.
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4.
Promozione del fotovoltaico in Ticino
A partire dagli anni '80 il Ticino ha assunto un ruolo pionieristico a livello nazionale e
internazionale con il progetto TISO volto a promuovere la tecnologia fotovoltaica. Le
attività della Centrale TISO sono ora finanziate congiuntamente dalla Confederazione e
dall'AET.
Lo sfruttamento dell'energia solare con la tecnica fotovoltaica, oltre a essere
interessante dal profilo energetico offre l'opportunità all'economia di essere attiva nel
campo delle componenti elettroniche che sono necessarie per questi impianti.
Alla fine del 2000 erano in funzione in Ticino più di trenta impianti allacciati alla rete
elettrica per una potenza totale di 413 kW. Attualmente si sta pianificando la
costruzione di una centrale fotovoltaica, di grande potenza, che sarà integrata nei ripari
fonici previsti sulla tratta autostradale tra Melide e Bissone.
Il Cantone è stato pure molto attivo nel campo dell'informazione e dell'aggiornamento
professionale degli specialisti del ramo. Oggi i progettisti possono disporre di una vasta
serie di dati e di adeguati strumenti informatici per la corretta progettazione di una
centrale fotovoltaica. La Centrale TISO è inoltre in grado di fornire tutta l'assistenza
necessaria in ogni fase della progettazione, realizzazione, messa in rete e collaudo
degli impianti.
Anche nell'ambito della promozione dei veicoli elettrici leggeri è sistematicamente
emerso il desiderio di poter soddisfare il proprio fabbisogno energetico con
dell'elettricità prodotta in impianti fotovoltaici.
Il Ticino rappresenta un luogo di produzione ideale, a livello nazionale, e gli impianti
realizzati in Ticino potrebbero assicurare una migliore resa energetica annuale, a parità
di potenza installata, grazie alla migliore insolazione generale.
5.
Obiettivi e impostazione del programma per la
promozione del fotovoltaico
Tramite l'attribuzione di un sussidio si intende promuovere la realizzazione di impianti
allacciati alla rete elettrica di piccola e media potenza, più precisamente con potenza
compresa tra 1 e 4 kW. L'obiettivo è di realizzare tra 50 e 100 impianti fotovoltaici con
una potenza complessiva di 140 kW.
L'importo del sussidio, che sarà definito esattamente nell'ambito del regolamento
tecnico, dovrebbe essere di circa 9'000.- Fr./kWp.
Per il collaudo degli impianti e il loro monitoraggio si farà capo alle competenze e ai
servizi di consulenza del Laboratorio di Energia Ecologia ed Economia della Scuola
Universitaria Professionale di Trevano. Attraverso queste verifiche e il monitoraggio
degli impianti si vuole assicurare un'esecuzione priva di difetti.
6.
Aspetti finanziari
Il credito complessivo per la promozione dell'energia fotovoltaica ammonta a
Fr. 1'311'800.-- .
Il finanziamento del programma promozionale è assicurato dal Cantone, dalla
Confederazione e dall'Azienda Elettrica Ticinese (AET) secondo la seguente ripartizione.
Contributo del Cantone
Fr.
910'000.--
Quota parte dei contributi globali della Confederazione per gli anni Fr.
2002, 2003 e 2004 (cifra da confermare)
302'000.--
Contributo unico dell'Azienda Elettrica Ticinese (AET)
Fr.
100'000.--
Totale
Fr.
1'312'000.--
7.
Conclusioni
Le conseguenze ambientali negative dell'uso delle energie fossili sono ormai evidenti
sia a causa delle varie forme di inquinamento locale e regionale, sia perché a livello
globale contribuiscono all'acuirsi dell'effetto serra. Inoltre la capacità di produzione dei
vettori energetici fossili non potrà continuare ancora per molti anni a tenere il passo
con la crescente domanda di energia delle società avanzate. Il Governo ritiene
improrogabile la messa in atto di provvedimenti volti a promuovere lo sfruttamento
delle energie indigene rigenerabili colmando questa lacuna nell'ambito della politica
energetica.
Il rafforzamento di questo tipo di produzione risponde alla crescente richiesta da parte
degli utenti e non da ultimo alle sollecitazioni in tal senso giunte dal Parlamento. Si
vuole evitare che questa domanda di energia pulita debba essere soddisfatta con
dell'energia prodotta magari oltralpe in condizioni meno favorevoli e senza un indotto
diretto sul nostro territorio.
La progressiva apertura del mercato elettrico rappresenta un'opportunità per
incrementare la domanda e l'offerta di energia "pulita" di alta qualità come quella
fotovoltaica. L'azione si snoderà quindi parallelamente all'apertura del mercato
elettrico, sfruttando la sinergia con le iniziative intraprese dalle aziende di distribuzione
e dall'Azienda Elettrica Ticinese nel campo delle borse dell'energia.
Grazie a un contributo superiore a quello applicato nel precedente programma della
Confederazione si vuole far sì che gli impianti vengano realizzati in maniera celere, con
un'esecuzione e un monitoraggio di qualità.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
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2002
20 Jahre technische Entwicklung der
Photovoltaik –Rückblick und Ausblick
Prof. Martha Lux- Steiner
Hahn-Meitner-Institut Berlin, Abt. SE2, Glienicker Str. 100
D-14109 Berlin
Email: [email protected]
Dieser Beitrag lag bei Redaktionsschluss noch nicht vor. Er wird separat abgegeben.
Questo contributo, non essendo pervenuto prima della stampa, verrà distribuito
separatamente
Neueste Resultate und Ausblick im Schweizer
Photovoltaik Programm und im
Photovoltaik Programm der IEA - PVPS
Dr. Stefan Nowak, Programmleiter Photovoltaik BFE
c/o NET Nowak Energie &Technologie AG, Waldweg 8
CH-1717 St. Ursen
Email: [email protected]
1.
Einleitung
Die Schweizer Photovoltaik feiert hier in Lugano mit dem TISO und seiner ersten netzgekoppelten Photovoltaik Anlage Europas heute ihr 20-jähriges Jubiläum. Dieser Anlass
ist Grund genug, einen kurzen Rückblick auf diese 20 Jahre Schweizer Photovoltaik zu
geben. In den frühen 80er Jahren wuchs das Interesse an der Photovoltaik rasch: Forschungsarbeiten in öffentlichen und privaten Forschungslabors – z.B. an der Universität Neuchâtel und der damaligen RCA in Zürich - führten im Jahr 1985 zur Definition
des Schweizer Photovoltaik Programms. Man forschte einerseits an neuen Prozessen,
sowohl an kristallinen Silizium Solarzellen wie den damals neuen amorphen Dünnschicht Silizium Solarzellen. Schon bald fanden aber auch Arbeiten im Bereich der
Systemtechnik statt, so z.B. an der Entwicklung von Wechselrichtern. Diese frühe systemorientierte Forschung und Entwicklung ist eines der besonderen Merkmale der
Schweizer Photovoltaik, welches bis heute seine Gültigkeit behalten hat. Die damals
aktuelle „Tour de Sol“ tat – obwohl im Ursprung nicht so vorgesehen – das Ihre zu einer frühen Resonanz der Photovoltaik in der Öffentlichkeit. Weitere Meilensteine waren
1989 die erste gebäudeintegrierte Photovoltaik Anlage sowie die erste Photovoltaik
Schallschutz Anlage. Mit dieser ausgeprägten Anwendungsorientierung galt die
Schweiz auch international als Pionierland für die Photovoltaik. Nach diesen Sturm und
Drang Jahren gewann die Schweizer Photovoltaik zusehends an Konturen: Neue Firmen entstanden und neue Produkte wurden entwickelt, vor allem in der Systemtechnik
und der Gebäudeintegration. Das Schweizer Photovoltaik Programm konnte anfangs
der 90er Jahre ausgebaut werden. Ab diesem Zeitpunkt konnten auch Pilot- und Demonstrationsprojekte gefördert werden. Die marktnahe Förderung erfolgte anfangs
über das Photovoltaik Schulhaus Programm, später über eine breite Förderung. Nach
20 Jahren hat die Schweizer Photovoltaik einen hohen Stand in Forschung, Umsetzung
und Anwendung erreicht. Trotz Rückschlägen konnte eine kleine aber wachsende Industriebasis geschaffen werden, welche ihre Kompetenzbasis erhalten und weiter ausbauen konnte. Auch unter zeitweise schwierigen finanziellen Bedingungen konnte im
Schweizer Photovoltaik Programm die Kontinuität bisher sichergestellt werden.
Die Ausführung des Schweizer Photovoltaik Programms basiert heute auf dem aktuellen Forschungskonzept 2000 – 2003 [1]; es verfolgt sowohl kurz- wie mittelfristige
Ziele mit den wichtigsten Schwerpunkten Dünnschicht Solarzellen und Gebäudeintegration. Seit der letzten Nationalen Photovoltaiktagung im Herbst 2000 erfolgten einige
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neue Akzente: Geprägt durch die nationale sowie die internationale PhotovoltaikMarktsituation fand eine Konsolidierung bestimmter Aktivitäten statt. Während einzelne mehr exploratorische und damit langfristige Projekte in ihrer Priorität eher zurückgestuft wurden, fanden umsetzungsorientierte und mehr kurzfristige Aktivitäten einen
Aufschwung. Die Zusammenarbeit mit privaten Industrieunternehmen konnte dabei
weiter intensiviert werden. Besonders hervorzuheben sind die fortschreitenden Arbeiten zur Umsetzung im Bereich der Dünnschicht Solarzellen. Trotz dieser umsetzungsorientierten Strategie bleiben mittel- und längerfristige Optionen, insbesondere für Solarzellen, ein Thema. Laufende Aktivitäten in Forschung und Entwicklung sowie Pilotund Demonstrationsanlagen umfassen rund 80 Projekte. Diese Projekte werden in den
regelmässigen Jahresberichten des Programms ausführlich beschrieben [2,3]. Es werden hier lediglich die wichtigsten Resultate wiedergegeben.
2.
Rahmenbedingungen F&E, P&D
Die allgemeinen Rahmenbedingungen für das Schweizer Photovoltaik Programm haben sich seit der letzten Nationalen Photovoltaiktagung nicht grundsätzlich verändert,
sodass das Programm auch weiterhin auf eine angemessene Kontinuität aufbauen
kann. Die finanziellen Mittel für Forschung, Entwicklung und Umsetzung konnten insgesamt in derselben Grössenordnung wie bisher gehalten werden. Angesichts einer
weiterhin angespannten Finanzlage ist eine breite Programmabstützung jedoch zwingender denn je. Je nach Zielbereich kommen folgende Förderinstrumente zum Einsatz.
Die Programmkoordination erfolgt unter Aufsicht des Bundesamtes für Energie.
Tabelle 1: Förderinstrumente für F&E, P&D Projekte auf dem Gebiet der Photovoltaik
Institution
Bereich
Ausschreibungen
Schweizerischer Nationalfonds SNF
Grundlagenforschung
Regelmässige Ausschreibungen
ETH-Rat
Forschung innerhalb der
Eidgenössisch technischen
Hochschulen und den Annexanstalten, insbesondere
PSI, EMPA
Interne Forschungskommissionen
Kantonale Hochschulen
Forschung innerhalb der
kantonalen Fachhochschulen und Universitäten
Interne Forschungskommissionen und Aufsichtsgremien
Schwerpunktprogramm
Top Nano 21
Nanotechnologie
Regelmässige Ausschreibungen
ETH-Rat / Kommission Technologie und Innovation KTI
Bundesamt für Bildung und
Wissenschaft BBW
Projekte in den Rahmenfor- Regelmässige Ausschreischungsprogrammen der EU bungen
(Forschungsprojekte sowie
Pilot- und Demonstrationsanlagen)
Bundesamt für Umwelt, Wald Umweltrelevante Themen
und Landschaft BUWAL
Gemäss Forschungskonzept
BUWAL
Bundesamt für Energie BFE
Energieforschungsprojekte,
Pilot- und Demonstrationsanlagen
Rollende Ausschreibung*
Kommission für Technologie
und Innovation KTI
Umsetzungsprojekte in Zusammenarbeit mit der Industrie, KTI-Start-up Initiative, Fachhochschulen
Rollende Ausschreibung*
Eureka - Kommission für
Technologie und Innovation
KTI
Internationale Umsetzungs- Rollende Ausschreibung*
projekte in Zusammenarbeit
mit der Industrie
Ressortforschung innerhalb
des Bundes
Individuelle Projektförderung Rollende Ausschreibung*
und Pilotanlagen
Energiefachstellen der Kantone
Individuelle Projektförderung Rollende Ausschreibungen*
und Pilotanlagen
Privatwirtschaftliche Fonds,
z.B. PSEL, Stromsparfonds,
usw.
Individuelle Projektförderung Rollende Ausschreibungen*
und Pilotanlagen
Direktion für Entwicklung und Zusammenarbeit mit EntZusammenarbeit DEZA
wicklungsländern
Rollende Ausschreibung*
Staatssekretariat für Wirtschaft seco
Rollende Ausschreibung*
Zusammenarbeit mit Entwicklungsländern
* “rollende Ausschreibung“ bedeutet, dass Projekte grundsätzlich jederzeit eingereicht
werden können; es ist jedoch ratsam, vor einer Projekteingabe mit der Programmleitung Photovoltaik bzw. direkt mit den betreffenden Institutionen Kontakt aufzunehmen
Die Aufstellung in der Tabelle 1 zeigt, dass Photovoltaik relevante Aktivitäten in das
Verantwortungsgebiet verschiedenster Institutionen fallen können. Es ist dies nicht das
Bild einer Vielzahl unkoordinierter Aktivitäten, sondern ein Abbild, wie im Programm
Photovoltaik ein maximales Mass an Koordination zugunsten einer insgesamt kritischen Programmgrösse angestrebt wird. Das Programm Photovoltaik folgt damit den
im Energieforschungskonzept der Eidgenössischen Energieforschungskommission
CORE gemachten Vorgaben. Die Gesamthöhe der öffentlichen Mittel, welche jährlich
über die diversen Kanäle dem Schweizer Photovoltaik Programm zufliessen, beträgt
rund 18 Mio. CHF; das Bundesamt für Energie selbst trägt zur Zeit ca. 20% dieser Aufwendungen.
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3.
Aktuelle Fragestellungen und Resultate
Einige neuere Entwicklungen und Resultate aus dem Schweizer Photovoltaik Programm
werden hier beispielhaft aufgeführt (vgl. auch entsprechende Poster- und Ausstellungsbeiträge an dieser Tagung):
· Die Arbeiten an Dünnschicht-Solarzellen werden auf allen Materialoptionen (amorphes und mikrokristallines Silizium, CIGS, CdTe, nanokristalline Farbstoffzellen) weiter verfolgt und geniessen grosses internationales Interesse. Neue Aktivitäten erfolgen besonders im Umfeld der Nanowissenschaften.
·
Es finden in zunehmendem Mass Projekte zur industriellen Umsetzung statt (siehe
auch Kap. 4). Projekte finden neu auch im Rahmen des Programms Top Nano 21
sowie vermehrt mit Unterstützung der Kommission für Technologie und Innovation
KTI statt.
·
Beim Schwerpunkt der mikromorphen Solarzellen (IMT, Universität Neuchâtel) konzentrieren sich die Arbeiten auf die Verbesserung der Eigenschaften transparenter
Oxydschichten (TCO), die Möglichkeiten zur Optimierung der Schichtabfolgen für
das amorphe Silizium sowie die Herstellung von mikromorphen Mini-Modulen. Im
Rahmen des EU-Projektes DOIT wird ein 30 x 30 cm2 mikromorphes Kleinmodul
entwickelt.
·
Die Gruppe Dünnschichtphysik der ETHZ arbeitet im Rahmen von EU-Projekten an
CIS und CdTe Solarzellen. Auch hier stehen produktionsrelevante Prozessaspekte
im Vordergrund (Temperaturen, grössere Flächen, Stabilität, usw.)
·
Für die nanokristallinen Farbstoffzellen liegen nun quantifizierte Erkenntnisse zur
Stabilität vor. Sie zeigen, dass die Stabilität dieser Zellen im UV-Licht stark vom
Elektrolyten abhängig ist. Additive können die Situation positiv beeinflussen.
·
Es finden laufend Neuentwicklungen im Bereich der Gebäudeintegration statt, wobei verschiedene Tendenzen festzustellen sind: Zum einen werden Montagesysteme entwickelt, welche sowohl ästhetisch wie auch kostenbezogen Vorteile aufweisen. Der Integrationsaspekt in die Gebäudehülle und die Synergie mit Gebäudekomponenten erhalten dadurch den gewünschten Auftrieb. Mittelfristig können Gebäudekomponenten und –systeme mit integrierten Dünnschicht-Solarzellen erwartet werden.
·
Das Schwergewicht in der Systemtechnik liegt generell auf der Qualitätssicherung
von Komponenten (Module, Wechselrichter), Systemen (Auslegung, Energieertrag)
und Anlagen (Langzeitbeobachtungen). Die Erkenntnisse aus diesen anwendungsnahen Fragen sind – besonders in einem rasch wachsenden Markt - für die Sicherheit und Zuverlässigkeit künftiger Anlagen wie auch für die Standardisierung der
Produkte von grosser Bedeutung. Besonders bei aktuellen Normen für Photovoltaiksysteme und der damit einhergehenden Qualitätssicherung ist weiterer Handlungsbedarf gegeben. Dieser Bedarf betrifft besonders auch Komponenten für die
Gebäudeintegration, für welche trotz wachsendem Markt noch keine verbindlichen
Normen vorliegen.
·
Mit den nunmehr vorliegenden Hilfsmitteln Meteonorm, PVSYST und neu Horizon
liegt eine Palette von Werkzeugen vor, welche die Planung und Auslegung von Pho-
tovoltaik Anlagen vereinfachen sollte. In einem aktuellen Projekt wird angestrebt,
die Unsicherheiten des Energieertrags von unterschiedlichen Solarmodulen im
Teillastbereich besser in den Griff zu bekommen.
·
Umfangreiche Langzeiterhebungen an unterschiedlichen Anlagen erlauben es, Erkenntnisse über die relevanten Langzeitprozesse und die kritischen Komponenten
zu ermitteln. Es zeigt sich, dass die älteren Solarmodule ihren Erwartungen in bezug
auf den Energieertrag häufig gerecht werden können. Verschmutzungen, Korrosionseffekte und Ausfälle von elektrotechnischen Komponenten müssen jedoch im
Einzelnen überwacht werden.
·
Die Schweizer Photovoltaik ist auch im Bereich der Anwendung, sowohl quantitativ
wie qualitativ, weiterhin hochstehend: Ende 2001 waren rund 17 MWp oder ca. 2.5
Wp/Kopf installiert, rund ¾ davon in netzgekoppelten Anlagen.
Die hier aufgeführten Beispiele stehen stellvertretend für den anhaltenden wissenschaftlich-technischen Fortschritt und belegen eine anhaltende Dynamik und die Innovationskraft der Schweizer Photovoltaik.
4.
Zusammenarbeit mit der Industrie
Die Zusammenarbeit mit der Industrie hat im Schweizer Photovoltaik Programm einen
hohen Stellenwert. Zum einen sind führende Unternehmen der Photovoltaikbranche in
eine Reihe von aktuellen Entwicklungsprojekten eingebunden:
· Alpha Real – Solardachschiefer Sunplicity
·
Enecolo / Schweizer – Rahmensystem SOLRIF
·
Enecolo – Montagesystem für Gründächer Solgreen
·
energiebüro – Modulaufständerung SOLight
·
energiebüro – Digitale Horizonterfassung Horizon
·
Fabrisolar / Schneider / Flumroc – Photovoltaik Eurodach
·
Solstis – Montagesystem für Grossmodule Solarmax
·
Solstis / Granit – Flexibles Photovoltaik Dachsystem Freestyle
·
Sputnik Engineering – Überwachungssystem LonWorks
·
Urs Bühler Energy Systems – Rahmensystem AluTec / AluVer
Die Montagesysteme SOLRIF und AluTec / AluVer konnten im Jahr 2001 Rahmenprofile
entsprechend einer Photovoltaikleistung von 2 bzw. 3 MWp ausliefern, zu einem
wesentlichen Teil für den europaweiten Export. Sie zählen damit zu den erfolgreichsten
Entwicklungen der letzten Jahre (Bild 1 und 2).
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Bild 1: Dachintegration mit SOLRIF,
Hedingen (Bildquelle Enecolo)
Bild 2: Dachintegration mit AluTec / AluVer
in Holland (Bildquelle NET)
In aktuellen Projekten, neuerdings vermehrt mit Unterstützung der Kommission für
Technologie und Innovation KTI, beteiligen sich auch namhafte Industrieunternehmen
an Photovoltaikprojekten:
· Alcan Technology & Management – Photovoltaisches Verbundmodul
·
Alporit / Zagsolar – Photovoltaik Alpur Dach
·
Unaxis – Beschichtungsanlagen für Dünnschicht Solarzellen
Im Bereich der Solarzellen kann die Start-up Firma VHF-Technologies genannt werden,
welche amorphe Silizium Solarzellen auf Kunststoffsubstraten entwickelt (Beitrag an
dieser Tagung). Solterra baut eine Fertigung von multikristallinen Solarmodulen auf.
Swiss Sustainable Systems ist ein weiteres Unternehmen, welches Solarmodule konfektioniert (Beitrag an dieser Tagung). Leclanché hat für die Herstellung von
nanokristallinen Farbstoff-Solarzellen die Tochterfirma Greatcell Solar gegründet.
5.
Aktuelle Resultate aus der internationalen Zusammenarbeit
Die internationale Zusammenarbeit hat im Programm Photovoltaik eine grosse Tradition. Sie findet zum einen in den Rahmenforschungsprogrammen der EU statt: Im Jahr
2001 war die Schweizer Photovoltaik an 20 Projekten beteiligt (16 Projekte im Verantwortungsbereich der DG Research, 4 Projekte im Verantwortungsbereich der DG
TREN); darüber hinaus laufen Projekte in den Programmen IST und Altener sowie in
Zusammenarbeit mit der ESA. Die Arbeiten sind in den Jahresberichten des Programms
Photovoltaik [2,3] ausführlich beschrieben.
Die institutionelle internationale Zusammenarbeit erfolgt aber auch über das Photovoltaik Programm der IEA, PVPS. Seit 2001 hat die Schweiz in diesem Programm den Vorsitz. Mit dem Abschluss zweier wichtiger Projekte, Task 5 über technische Fragen der
Netzkopplung und Task 7 über die Integration der Photovoltaik im bebauten Raum,
liegen zur Zeit eine grosse Anzahl neuer und wichtiger Resultate vor. Diese werden
demnächst in einer Reihe von neuen Berichten publiziert:
Task 5: Grid interconnection of building integrated and other dispersed PV power
systems
·
PV system installation and grid-interconnection guidelines in selected IEA countries
·
Grid-connected PV power systems: survey of inverter and related protection equipments
·
International guideline for the certification of PV system components and
grid-connected systems
·
Probability of islanding in utility networks due to grid-connected PV power systems
·
Risk analysis of islanding of photovoltaic power systems within low voltage distribution networks
·
Evaluation of islanding detection methods for photovoltaic utility-interactive power
systems
·
Impacts of power penetration from photovoltaic power systems in distribution
networks
·
Grid-connected photovoltaic power systems: power and capacity value of PV
systems
Task 7: Photovoltaic Power Systems in the built environment
·
Potential for building integrated photovoltaics
·
Market deployment strategies for PV systems in the built environment
·
Guidelines for the economic evaluation of building integrated photovoltaic power
systems
·
Collection of case studies of photovoltaic power systems in the built environment
·
PV/thermal solar energy systems – status of the technology and roadmap for future
development
·
Institutional issues: non-technical barriers to the commercialisation of photovoltaic
power systems in the built environment
·
Reliability of photovoltaic systems
·
Education and training package (CD-ROM)
Mit diesen Resultaten liegen international abgestützte und validierte Resultate zu
technischen und nicht-technischen Aspekten von netzgekoppelten, in der Regel gebäudeintegrierten Photovoltaik Anlagen vor. Von besonderer Bedeutung sind die Resultate von Task 5 zur Inselbildung in elektrischen Verteilnetzen: Im Rahmen der langjährigen Analysen konnte detailliert nachgewiesen werden, dass die Wahrscheinlichkeit
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einer Inselbildung in elektrischen Verteilnetzen verschwindend klein ist. Die Resultate
aus dem Projekt führten zu konkreten Empfehlungen, wie dieses viel diskutierte Thema
in Zukunft zu handhaben ist. Darüber hinaus konnten wertvolle Ergebnisse bezüglich
der Einflüsse höherer Durchdringungsraten von Photovoltaik Anlagen in Niederspannungsnetzen erarbeitet werden. Die vorliegenden Resultate können auch für andere
dezentrale Energieerzeugungsanlagen von Bedeutung sein und es ist sicherzustellen,
dass diese wichtigen neuen Erkenntnisse die notwendige Verbreitung in Fachkreisen
finden.
Die aktuellen Resultaten von Task 7 liefern neuste Erkenntnisse und Erfahrungen in
verschiedenen Aspekten der Photovoltaik Gebäudeintegration, welche für die weitere
Marktentwicklung dieser wichtigen Anwendung bedeutend sein werden.
Nebst diesen Resultaten der Projekte Task 5 und 7 liegen auch aus anderen Projekten
des IEA PVPS Programms neue Resultate vor:
Task 1: Exchange and dissemination of information of photovoltaic power systems
·
Trends in Photovoltaic Applications in selected IEA countries between 1992 and
2000
·
Added values of Photovoltaic Power Systems
Task 2: Operational performance, maintenance and sizing of PV power systems
·
Performance Database (www.task2.org)
·
Operational Performance, Reliability and Sizing of Photovoltaic Power Systems
(Workshop)
Im Verlauf dieses Jahres werden weitere Resultate von Task 3 über Fragen des
Batteriemanagements in Photovoltaik Inselanlagen sowie von Task 9 zu einer Reihe
wichtiger nicht-technischer Aspekte bei Photovoltaik Projekten in Entwicklungsländern
vorliegen. Damit hat die internationale Zusammenarbeit im IEA PVPS Programm
insgesamt eine grosse Anzahl wichtiger Resultate erarbeiten können.
6.
Informationsaktivitäten
Eine immer wiederkehrende Erkenntnis in Photovoltaikreisen ist, dass über die Möglichkeiten und Grenzen der Photovoltaik einerseits, über die Erfahrungen und technischen Lösungen andererseits, trotz wachsendem Markt, grosse Informationsdefizite
bestehen. Das Photovoltaikprogramm setzt sich deshalb zum Ziel, durch verschiedene
Informationsaktivitäten den Stand der Technik zu kommunizieren:
·
Die regelmässigen Jahresberichte des Programms Photovoltaik werden in
unterschiedlicher Ausführlichkeit und Sprachen (d/f/e) national und international
verteilt.
·
Forschungsresultate, Erkenntnisse aus Pilotprojekten und diverse Publikationen
werden gezielt verteilt.
·
Zu speziellen Fragestellungen werden nationale und internationale Workshops
organisiert.
·
Die regelmässigen Nationalen Photovoltaiktagungen dienen als Begegnungsort für
den fachlichen Informationsaustausch und die Diskussion der allgemeinen
Rahmenbedingungen.
·
Die neue der Photovoltaik gewidmete homepage www.photovoltaic.ch informiert
umfassend über die Photovoltaik in der Schweiz. Sie wird in den nächsten
Monaten voll operationell sein. Es werden auf dieser homepage auch sämtliche
Jahresberichte und Schlussberichte des Programms Photovoltaik verfügbar sein.
·
Über die homepage der Schweizer Energieforschung www.energieforschung.ch
sind darüber hinaus sämtliche Publikationen in diesem Umfeld verfügbar.
Viele dieser Informationsaktivitäten sind fachspezifisch und sprechen damit ein
begrenztes Publikum an. Es ist deshalb wichtig, dass über die Medien und allgemeine
Veranstaltungen der Kontakt mit breiteren Kreisen gesucht wird, insbesondere mit
Baufachkreisen, Kantons- und Gemeindebehörden sowie Elektrizitätsunternehmen.
Ausstellungen und Messen tragen dazu bei, das breite Publikum über die Photovoltaik
zu informieren.
7.
Ausblick
Die Photovoltaik ist in der Schweiz – auch nach den Abstimmungen vom 24. September 2000 – nicht stehen geblieben. Wohl ist das Umfeld nicht einfacher geworden, weder im Bereich der Forschung und Entwicklung, noch an der Marktfront. Trotzdem können positive Tendenzen erkannt werden. Die Bemühungen, den hohen wissenschaftlich-technischen Stand in der Forschung in weitere industrielle Produkte umzusetzen,
haben eindeutig zugenommen und werden durch ein wachsendes Engagement namhafter Industrieunternehmen belegt. Auch der Schweizer Photovoltaik Markt liegt weiterhin bei den Werten der Vorjahre und wird in erster Linie durch die Solarstrombörsen
getrieben. Durch die zu den Kantonen verlagerte Verantwortung für die Photovoltaik
Förderung ergibt sich ein regional noch sehr unterschiedliches Bild. Vor diesem Hintergrund ist in der Schweizer Photovoltaik eine gewisse Konsolidierung zu beobachten:
dabei haben sich verschiedene Akteure vermehrt dem internationalen Umfeld verschrieben. Diese internationale Ausrichtung bietet, angesichts eines wachsenden
Weltmarktes, interessante Perspektiven mit grossen Herausforderungen, aber auch mit
spannenden Aussichten zur weiteren erfolgreichen Nutzung von Schweizer Produkten
und Know-how.
Die finanziellen Mittel für Forschung, Entwicklung und Umsetzung konnten bisher insgesamt in derselben Grössenordnung wie bis anhin gehalten werden. Die angespannte
Finanzlage zwingt jedoch hier zu einer konsequenten Marktorientierung und einer Fokussierung. Angesichts der anhaltenden angespannten Finanzlage ist eine breite Programmabstützung weiterhin unabdingbar; diese konnte im letzten Jahr denn auch wei-
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ter ausgebaut werden. Im Bereich der Pilot- und Demonstrationsanlagen wären neue
grössere Projekte zu begrüssen, welche eine starke Demonstrationswirkung ausüben
können.
Aus technologischer Sicht, aus der Perspektive der Umsetzung und der internationalen
Zusammenarbeit ist die Schweizer Photovoltaik auf gutem Weg, sich in einem von starkem Wettbewerb geprägten Umfeld einen angemessenen Platz zu halten.
Hochstehende Fachkenntnisse, lange Erfahrungen und die Qualität der Produkte und
Dienstleistungen sind Schlüsselfaktoren, welche, zusammen mit den durch weitgehende Kontinuität gekennzeichneten Rahmenbedingungen, auch weiterhin zum Erfolg verhelfen können. Angesichts eines ausgeprägten Wettbewerbs sind gemeinsame Ziele
und Visionen der verschiedenen Akteure der Schweizer Photovoltaik heute aber besonders wichtig: sie können helfen, den Stand der Schweiz in diesem spannenden Gebiet weiter zu stärken und der Innovation neue Kräfte zu verleihen .
8.
Referenzen
[1] Forschungskonzept Photovoltaik 2000 – 2003, Bundesamt für Energie, 2001
[2] Programm Photovoltaik, Jahresberichte 2001, Band 1: Forschung, BFE, April 2002
[3] Programm Photovoltaik, Jahresberichte 2001, Band 2: Pilot & Demonstration, BFE,
April 2002
Il ruolo delle energie rinnovabili nel 6° programma quadro dell’UE /
Die Rolle der erneuerbaren Energien im
6. Rahmenprogramm der EU
Dr. Giorgio Travaglini, Nationale Kontaktstelle für EU-Programme/
Energie, Umwelt, Transporte, Euratom
Euresearch Head Office, P.O. Box. 7924
CH-3001 Bern
Email: [email protected]
1.
Der Europäische Forschungsraum
Im März 2000 hat der EU-Ministerrat in Lissabon das von Forschungskommissar
Philippe Busquin vorgestellte Projekt "Europäischer Forschungsraum (EFR)" bewilligt.
Damit hat der Rat erkannt, wie wichtig Forschung und Innovation sind, um das strategische Ziel der Europäischen Gemeinschaft im nächsten Jahrzehnt zu erreichen, nämlich "die Union zum wettbewerbsfähigsten und dynamischsten, wissensbasierten Wirtschaftsraum der Welt zu machen - einem Wirtschaftsraum, der fähig ist, ein nachhaltiges Wirtschaftswachstum mit mehr und besseren Arbeitsplätzen und einem grösseren
sozialen Zusammenhalt zu erzielen".
Die Idee des EFR basiert auf den folgenden Überlegungen:
q
Europa investiert deutlich weniger in die Forschung als die USA und Japan: dieser Rückstand soll aufgeholt und zu einem Vorsprung ausgebaut werden;
q
Die europäische Forschung ist gekennzeichnet durch einen Mangel an Kohärenz in den Aktivitäten der 15 EU-Mitgliedstaaten und deren Assoziierten Staaten. Diese Aufsplitterung führt auf europäischer Ebene zu Doppelspurigkeiten
und einem ineffizienten Einsatz der Ressourcen.
Die Union hat daher 7 Prioritäten für die Forschung und technologische Entwicklung
definiert, auf die sich die Anstrengungen zur Verwirklichung eines gestärkten und vereinten Europäischen Forschungsraums konzentrieren sollen.
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2.
Das 6. Rahmenprogramm1: Integration – Strukturierung Stärkung
Das 6. Rahmenprogramm (6. RP) der Europäischen Gemeinschaft ist das Hauptinstrument zur Verwirklichung des EFR. Es beinhaltet sieben vorrangige Forschungsbereiche
und Massnahmen, die der Strukturierung und Stärkung des EFR dienen. Das neue
Rahmenprogramm umfasst im Prinzip drei Massnahmenpakete, "Spezifische Programme" genannt, die eher einer politischen Absichterklärung für die Schaffung des
EFR gleichen. Die drei Spezifischen Programme lauten:
q
q
q
Konzentration und Integration der Gemeinschaftsforschung
Strukturierung des EFR
Stärkung der Grundpfeiler des EFR
Vorgesehen ist ein Bud6. Rahmenprogramm
get von 15,51 Milliarden Euro, das wie in der
ohne die spezifischen Programme für
nebenstehenden GraEURATOM und die GFS
phik dargestellt aufge(Millionen Euro)
teilt wird.
330
2'655
Neben diesen drei Spezifischen Programmen
sieht das 6. RP ein ei12'525
genes spezifischen ProKonzentration und Integration der
gramm für die KernforGemeinschaftsforschung
schung (Euratom) vor,
das mit einem Budget
Strukturierung des Europäischen Forschungsraums
von 940 Millionen Euro
ausgestattet wird. FerStärkung der Grundpfeiler des Europäischen
ner sind zwei spezifiForschungsraums
sche Programme ausschliesslich für die Gemeinsame Forschungsstelle (GFS) reserviert; das eine mit
760 Millionen Euro für nicht nukleare und das andere mit 290 Millionen Euro für nukleare Forschungsaktivitäten.
Das Gesamtbudget des 6. RP, einschliesslich Euratom und GFS, beträgt
17,5 Milliarden Euro.
Das 1. Spezifische Programm: Konzentration und Integration der Gemeinschaftsforschung1
Das Spezifische Programm "Integration" enthält die sieben strategischen Prioritäten,
auf die sich die Forschung innerhalb des EFR konzentrieren soll, sowie eine “black box”
(auch achte Priorität genannt); dieses Programm erhält den grössten Teil des Budgets,
nämlich 12'525 Millionen Euro, die wie folgt aufgeteilt werden:
Vorrangige Themenbereiche der Forschung
1
2
3
Genomik und Biotechnologie im Dienste der Medizin
Technologien für die Informationsgesellschaft
Nanotechnologien und –wissenschaft, multifunktionale
Werkstoffe und neue Produktionsverfahren und Anlagen
4 Luft und Raumfahrt
5 Lebensmittelqualität und –sicherheit
6 Nachaltige Entwicklung, globale Veränderung, und Ökosysteme
Nachhaltige Energiesysteme
Nachhaltiger Landverkehr
Globale Veränderungen und Ökosysteme
7 Bürger und modernes Regieren in einer Wissensgesellschaft
“8” Spezifische Tätigkeiten, die einen weiter gefassten Forschungsbereich abdecken
Budget in Millionen Euro
2’200
3’600
1’300
1’075
685
2120
810
610
700
225
1’320
Die Priorität "8" unterstützt die politikorientierte Forschung (EU-Politiken), die Erkundung neuer oder sich abzeichnender wissenschaftlicher und technologischer Probleme
und Möglichkeiten, Sondermassnahmen zur Förderung von KMU (Projekt CRAFT und
Kollektivforschung) und die internationale Zusammenarbeit (sowie "vergessene" Bereiche - black-box).
15 % des Gesamtbudgets der sieben Prioritäten sollen für die KMU reserviert werden.
Diese Angaben basieren auf dem geänderten Vorschlag der Kommission vom 30.01.2002; es
sind noch Anpassungen zu erwarten, da das 6. RP noch nicht verabschiedet ist. Laufende Änderungen auf: http://www.euresearch.ch, http://www.cordis.lu/rtd2002/
1
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Das 2. Spezifische Programm: Strukturierung des EFR
Das Spezifische Programm "Strukturierung" ist eine Ergänzung zum Programm "Integration" und umfasst eine Reihe von Massnahmen, um den strukturellen Schwächen in
der europäischen Forschung zu begegnen. Vorgesehen sind Massnahmen zur Förderung der Innovation, der Mobilität der Forschenden, der Forschungsinfrastrukturen und
des Dialogs zwischen Wissenschaft und Gesellschaft. Für dieses Programm sind 2'655
Millionen Euro budgetiert, davon rund 1'630 Millionen Euro für die Mobilität der Humanressourcen.
Das 3. Spezifische Programm: Stärkung der Grundpfeiler des EFR
Das Spezifische Programm "Stärkung" hat eine forschungspolitische Ausrichtung und
sieht Massnahmen vor, um die Forschungspolitik in Europa zu koordinieren und kohärenter zu gestalten; dieses Spezifische Programm, für das 330 Millionen Euro vorgesehen sind, bezieht sich auf die Einrichtungen, die sich mit der Forschungspolitik befassen.
Für die Integration der Forschung in den EFR sieht das 6. RP insbesondere zwei neue
Massnahmen (Projekttypen = Instrumente) vor: die Exzellenznetze und die integrierten
Projekte.
3.
Die Projekttypen zur Durchführung des 6. Rahmenprogramms
Im Sprachgebrauch der Kommission werden die verschiedenen Projekt- und Aktionstypen, die im 6. Rahmenprogramm vorgesehen sind, Instrumente genannt. Diese
werden wahrscheinlich eine Mischung sein aus den bereits bekannten des 5. RPFE
(Forschungs- und Entwicklungsprojekte, Netzwerke, Fördermittel…) und neuen, die die
Europäische Kommission vorschlägt, um das Programm möglichst präzise auf ein Ziel
hin auszurichten. Es handelt sich im Wesentlichen um die beiden Instrumente Exzellenznetze und integrierte Projekte, mit denen einerseits europäische Netzwerke von
höchstem fachlichen Niveau und andererseits umfangreiche Projekte zur Mobilisierung
einer kritischen Masse der in Europa vorhandenen Ressourcen unterstützt werden
sollen.
Vorrangige Themenbereiche
Für die 7 vorrangigen Themenbereiche sind die folgenden Instrumente vorgesehen:
Integrierte Projekte
Exzellenznetze
Integration der Gemeinschaftsforschung
Gezielte Projekte,
K’Massn.
1. Genomik und Biotechnologie im Dienste der Medizin
2. Technologien für die Informationsgesellschaft
3. Nanotechnologien und -wissenschaft
4. Luft- und Raumfahrt
5. Lebensmittelqualität und -sicherheit
6. Nachhaltige Entwicklung, globale Veränderungen und Ökosysteme
7. Bürger und modernes Regieren
„8“ Spezifische Tätigkeiten, die einen weiter gefassten Forschungsbereich
Exzellenznetze (EN) sind Zusammenschlüsse von europäischen Forschungsinstituten und Unternehmen zu Netzwerken mit dem Ziel der langfristigen Bündelung der Forschungskapazitäten. Es sollen gemeinsame Forschungstätigkeiten und strukturelle Massnahmen (Personalaustausch, Infrastrukturen) gefördert werden. Die Kommission beteiligt sich mit 25% an den Kosten des gemeinsamen Aktivitätsprogramms, das jährlich neu zu bestimmen ist.
q Integrierte Projekte (IP) sind "umfangreiche Projekte" aufgrund von Aktivitätsprogrammen mit kurz- und langfristigen Zielsetzungen, die von der Kommission
genehmigt wurden. Die verschiedenen Aktivitäten (Forschung, Entwicklung,
Demonstration, Bewertung, Förderung der Mobilität) können in Unterprojekte
aufgeteilt werden. Die EU beteiligt sich mit 50% an den Gesamtkosten (und bezahlt 100% der Zusatzkosten).
q Gezielte Forschungs- und Innovationsprojekte – Diese Projekte sind den FTEProjekten des 5. RPFE wahrscheinlich sehr ähnlich und darauf ausgerichtet,
neue Erkenntnisse zu gewinnen oder Produkte zu entwickeln. Die EU beteiligt
sich mit 50% an den Gesamtkosten (und bezahlt 100% der Zusatzkosten).
q Koordinierungsmassnahmen und Vernetzung der Forschung (Organisation von
Konferenzen, Personalaustausch; Schaffung von Informationssystemen).
Im Bereich "Unterstützung der Politiken…" werden vor allem die gezielten Projekte eingesetzt, obwohl bei Bedarf auch die anderen Instrumente zum Zug kommen können.
q
Die Projektauswahl
Die Auswahl der integrierten Projekte und Exzellenznetze wird in einem zweistufigen
Verfahren
durchgeführt.
In
einer
ersten
Phase
(Interessenbekundung
http://www.euresearch.ch/de/6FP/Ausschreibungen.html: deadline 7. Juni 2002)
schlagen die Forschenden und die Industrie aus den 7 vorrangigen Themenbereichen
Forschungsaufgaben für mögliche Projekte vor. Aufgrund dieser Vorschläge berücksichtigt die Kommission spezifische Forschungsthemen für die Ausschreibungen. In der
zweiten Phase reichen die Forschenden ihre Projektanträge ein.
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4.
Die Energie (non nuclear) im 6. Rahmenprogramm
Die Forschung und Technologieentwicklung auf dem Gebiet der Energie ist im 6. vorrangigen Themenbereich des 6. RP untergebracht und mit einem Budget von 810 Mio.
Euro ausgestattet. Die Forschungsschwerpunkte zur Unterstützung der politischen Zielsetzungen der EU in Bezug auf die Energieversorgungssicherheit befinden sich in der
"achten Priorität".
Aus welchen Gründen wird die Energie im 6. RP als eine Forschungspriorität und somit
als einer der Grundpfeiler für die Realisierung des EFR eingestuft?
4.1 Die politischen Ziele
Um diese Frage zu beantworten, müssen einige der strategischen Ziele der Europäischen Gemeinschaft betrachtet werden:
- Das Kyoto-Protokoll und die Reduzierung des CO2-Anteils: Technologien mit
Null- oder nahe-Null-Emissionen;
- Das Grünbuch "Hin zu einer europäischen Strategie für Energieversorgungssicherheit": Aktueller Trend, Zunahme der Abhängigkeit von Energieeinfuhren von
50% auf 70% im Jahr 2030;
- Weissbuch "Energie für die Zukunft: erneuerbare Energiequellen": Steigerung
des Anteils der erneuerbaren Energiequellen von 6% auf 12% bis zum Jahr
2010;
- Richtlinie über die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen: von 14%
auf 22% bis zum Jahr 2010;
- Richtlinie über Energieeffizienz von Gebäuden;
- Abbau von Barrieren gegenüber erneuerbaren Energiequellen;
- Motivation zur Änderung von Gewohnheiten in Bezug auf den Energieverbrauch;
- Weissbuch "Die europäische Verkehrspolitik bis 2010: Weichenstellungen für
die Zukunft": Kraftstoffersatz, Biokraftstoffe;
- Motivation zu einem veränderten Verhalten beim Benutzen von Verkehrsträgern.
4.2 Energieforschungsthemen im 6. Rahmenprogramm
Um diese energiepolitischen Ziele zu erreichen, sieht das 6. RP die folgenden Aktionen
vor:
i)
Forschungsaktivitäten mit kurz- und mittelfristigen Auswirkungen
Das Ziel ist es, so schnell wie möglich innovative und wettbewerbsfähige
technologische Lösungen auf den Markt zu bringen, und zwar mit Hilfe von
Demonstrationsaktionen und sonstigen Massnahmen, die gleichermassen
organisatorische, institutionelle, gesellschaftliche und finanzielle Probleme
berücksichtigen.
- Sauberere Energie, insbesondere erneuerbare Energiequellen und ihre
Integration in die Energiesysteme, einschliesslich Speicherung, Verteilung und Nutzung. Die Forschungstätigkeit soll sich vor allem auf fortge-
-
-
ii)
schrittene Technologien für die Erzeugung von "grüner Energie", Wärme,
Biokraftstoffe und ihre Integration in die Energieverteilungsnetze konzentrieren, ebenso auf ihre Kombination mit der konventionellen grossmassstäblichen Energieverteilung.
Energieeinsparungen und Energieeffizienz: Die übergeordnete Zielsetzung ist die Verringerung des Energiebedarfs um 18% bis zum Jahr
2010. Damit soll ein Beitrag zur Bekämpfung der Klimaänderung und
Verbesserung der Energieversorgungssicherheit geleistet werden. Die
Forschungstätigkeiten sollen sich auf das "eco-building" und die kombinierte Produktion konzentrieren.
Alternative Kraftstoffe: Die Vorgabe ist ein 20 %iger Ersatz der traditionellen Kraftstoffe durch alternative bis zum Jahr 2020. Der Fokus der
Forschungstätigkeiten liegt auf der Integration alternativer Motorkraftstoffe in das Verkehrssystem, vor allem in Städten, den Versorgungsinfrastrukturen, innovativen Konzepten für Fahrzeuge mit geringem Energiebedarf und Strategien für die Umstellung des Markts auf alternative
Kraftstoffe.
Forschungsaktivitäten mit mittel- und langfristigen Auswirkungen
Das Ziel ist die Entwicklung neuer und erneuerbarer Energiequellen und
neuer Energieträger, die gut in einen langfristig nachhaltigen Kontext der
Energieversorgung und -nachfrage eingebunden werden können, sowie auch
kostengünstige Lösungen zur Reduzierung und Bindung von CO2 bei den
fossilen Brennstoffen.
- Brennstoffzellen: Im Mittelpunkt der Forschung stehen die Kostenreduzierung bei der Herstellung und der Integration in Gebäude und in den
Verkehr, die dezentrale Stromerzeugung sowie fortgeschrittene Werkstoffe für Nieder- und Hochtemperatur-Brennstoffzellen.
- Technologien für Wasserstoff: Forschung im Bereich umweltfreundliche
und kostengünstige Wasserstofferzeugung, einschliesslich Transport,
Verteilung, Speicherung und Nutzung.
- Photovoltaik: Was die Stromerzeugung betrifft, so konzentriert sich die
Forschung auf die photovoltaische Umwandlung, insbesondere auf die
Herstellungskette, die Ausgangsmaterialien, die Integration der Photovoltaik in den Wohnbereich sowie grosstechnische Photovoltaiksysteme im
MW-Bereich zur Stromerzeugung.
- Biomasse: Die Forschung soll sich mit folgenden Themen befassen: Verbrennungs- und Gasifizierungstechniken für die Erzeugung von Strom,
Wasserstoff/Synthesegas und Biokraftstoffe für den Verkehr.
- Sammlung und Bindung von CO2 sowie unweltfreundlichere Anlagen für
fossile Brennstoffe.
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5.
Die Photovoltaik im 6. Rahmenprogramm
Um das Thema Photovoltaik im 6. RP zu vertiefen, werden einige Informationen aus
einem “Consultation paper” der Kommission wiedergegeben, das als Ergebnis eines
Workshops internationaler Experten entstanden ist. Da der Inhalt des Papiers für die
Kommission nicht verbindlich ist, haben die folgenden Hinweise nur informativen Charakter.
Aus dem Bericht
Gemäss Bericht sollen die Forschungsaktivitäten auf eine Kostensenkung bei Werkstoffen und Produktion sowie eine Verbesserung von Lebensdauer und Leistung von
PV-Systemen hin arbeiten. Auf lange Sicht wird konkret folgendes angestrebt:
q
Investitionskosten
0,5-1,0 Euro/Wp)
für
PV-Systeme
von
1-1.5
Euro/Wp
(module
q
Steigerung der Lebensdauer von PV-Systemen von 15-20 auf 30 Jahre
q
Leistungssteigerung von 10-15% auf 20-30%
q
Reduzierung der Kosten für Strom aus Photovoltaik auf 0,06-0,1 Euro/KWh
cost
Um diese ehrgeizigen Ziele zu erreichen, sollen in einem bestimmten Zeitrahmen
(Short, Medium, Long term) die folgenden Forschungsprioritäten verfolgt werden:
Zukünftige Forschungsprioritäten
q
Thin Film (ML)
q
Innovative Konzepte und Werkstoffgrundlagenforschung (ML)
q
Verbesserung der Technologien und Prozesse für die Siliciumkristallverarbeitung (SM)
q
Integration der Photovoltaik in Gebäude (SML)
q
PV-Bausteine und -systeme und Ausgewogenheit der PV-Systeme (SML)
q
Normen und Standards: vornormative Forschung (SML)
q
Grosse PV-Anlagen im MW-Bereich (ML)
q
Sozioökonomische Aspekte (SML)
In welche Richtung die Entwicklung des 6. RP gehen könnte, zeigen die folgenden Beispiele anhand der Exzellenznetze und der integrierten Projekte:
Exzellenznetze (EN)
-
-
-
-
Dünnfilmtechnologie: In einem Exzellenznetz würden die wichtigsten Keyplayers
der verschiedenen Dünnfilmtypen - tfSi, CdTe, CIGS, DSC - mit dem Ziel zusammengeschlossen, Synergien und eine kritische Masse zur Entwicklung von kostengünstigen PV-Zellen zu erreichen.
Organische und hybride Solarzellen: Das EN hätte zum Ziel, die Aktivitäten im
Bereich der Solarzellenforschung zusammenzuführen und den Forschenden
und industriellen Partnern zu ermöglichen, mehr Wissen und Erfahrungen auf
den Gebieten organische Werkstoffe, Photochemie und Produktionsverfahren
zu sammeln.
PV-Konzentration
Werkstoffforschung und zukünftige PV-Generation: Das EN würde sich mit der
dritten PV-Generation beschäftigen, möglicherweise mit einer Leistung von
40-60% (?) ; eine FTE-Roadmap zu erstellen, wäre ebenfalls eine Aufgabe des
Netzes.
Sozioökonomische Aspekte: Das EN hätte sich um die Akzeptanz der PV in der
Bevölkerung, das Recycling, die toxischen Risiken von Werkstoffen, die PVPolitik und die Förderung der PV-Technologien zu kümmern.
Integrierte Projekte
-
-
-
-
Technologien für dünnere Wafers und Si-Kristallfilme, um den Siliciumgehalt in
PV-Zellen zu reduzieren, als mögliche Antwort auf eine zukünftige Verknappung
des Technologiesilicums.
Fortschrittliche und schnelle Produktionsmethoden für Solarzellen und -module
mit Schwergewicht auf der Automation und dem Handling von dünnen Wafers;
Designtechniken
für
Herstellungsprozesse,
Entwicklung
von
PVProduktionsanlagen etc.
Anwendung der PV in Gebäuden und im Wohnbereich: Entwicklung anpassbarer, leicht integrierbarer, flexibler und ästhetisch attraktiver Module, System Design für Gebäude, Verwendung von PV in Air Heating-Fassaden, Anpassung des
Energieangebots an den Wärme- und Elektrizitätsbedarf mit Hilfe von Speichersystemen, Wärmepumpen, Brennstoffzellen, Elektrolyseuren etc. und ihre Einbindung in PV-Systeme.
Grosstechnische PV-Systeme: Designtechniken für Grossanlagen (MW), kostengünstige Inverter, Entwicklung kostengünstiger (anderen) Komponenten für PVSysteme, intermittierende Stromerzeugung, Anpassung an schwankenden Elektrizitätsbedarf mit Hilfe von Speichersystemen, Brennstoffzellen etc.
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Le attività fotovoltaiche del laboratorio
LEEE – TISO
Domenico Chianese, S. Rezzonico, N. Cereghetti, E. Burà, A. Realini, G. Friesen
Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana (SUPSI), Dipartimento
Costruzione e Territorio (DCT) LEEE, Laboratorio di energia, ecologia ed economia
CH-6952 Canobbio
Email: [email protected]
1.
Introduzione
Venti anni fa, un gruppo di docenti di fisica, capitanati dal Dr. Mario Camani,
progettava e realizzava il primo impianto fotovoltaico collegato alla rete d’Europa (TISO
10kWp). Era nato il “progetto TISO”, che negli anni successivi iniziò le sue attività di
ricerca nel campo della tecnica fotovoltaica. Nel 1998 il “progetto TISO” è stato
trasferito dalla Sezione protezione aria e acqua, del dipartimento del Territorio del
Canton Ticino, alla allora neocostituita Scuola Universitaria Professionale della Svizzera
Italiana all’interno di un nuovo laboratorio: il LEEE.
Il Laboratorio di Energia, Ecologia ed Economia (LEEE), è un laboratorio di ricerca
applicata di uno dei dipartimenti della scuola: il Dipartimento Costruzioni e Territorio
(DCT) che comprende i cicli di formazione di base in architettura e genio civile.
SUPSI
Direzione Generale
DEM
Economia e
Management
DAA
Arti Applicate
DLS
Lavoro Sociale
Cicli di
Architettura e
Genio Civile
DCT
DIE
Informatica ed
Elettronica
LME
Microelettronica
Costruzione e
Territorio
LEEE
TISO e UREC
LTS
Tecnico Sperimentale
Figura 1: Struttura dei dipartimenti e dei laboratori della Scuola Universitaria
Professionale della Svizzera Italiana (SUPSI). Non sono visualizzati gli istituti.
Il Laboratorio di Energia, Ecologia ed Economia è composto da due gruppi di lavoro
principali, infatti oltre al TISO troviamo il gruppo dell’UREC attivo nell’Utilizzo Razionale
dell’Energia nella Costruzione.
In un contesto di spreco delle risorse disponibili, l’uso dell’energia solare (sia
fotovoltaica che termica) viene valorizzato se esso è associato ad un uso intelligente
dell’energia prodotta. Un contributo importante ai cambiamenti necessari al nostro
sistema di approvvigionamento energetico potrà essere dato dagli architetti del futuro,
gli attuali studenti, se sapranno utilizzare adeguatamente le tecniche, già conosciute,
di costruzione rispettosa dell’ambiente e delle risorse energetiche.
Tra i compiti del LEEE, oltre alla ricerca applicata e allo sviluppo, troviamo quindi il
trasferimento di conoscenze e tecnologia, le prestazioni di servizio, la consulenza, la
formazione di base e continua (postformazione) e la divulgazione dell’informazione.
Le attività fotovoltaiche del laboratorio sono attualmente rivolte principalmente alla
ricerca applicata e in particolare indirizzata ai progettisti e utilizzatori di impianti
fotovoltaici. Nel 1991 è iniziata la realizzazione della Centrale di test per il controllo
della qualità dei moduli fotovoltaici maggiormente presenti sul mercato Svizzero. La
centrale di collaudo mette a disposizione di progettisti e installatori le esperienze
raccolte ed effettua misure su moduli (indoor e outdoor) e sistemi per una migliore
qualità degli impianti PV.
Attraverso i corsi di formazione continua le esperienze e conoscenze acquisite sono
trasmesse agli operatori e ai tecnici competenti.
Il simulatore solare ad impulso di classe A è un altro tassello per offrire un servizio di
controllo rapido dei moduli PV. Dal mese di giugno 2001 le misure della caratteristica
corrente-tensione a 1000W/m2 e 25°C con il simulatore solare ad impulso (IEC
60904-1) sono state accreditate dal Servizio d’Accreditamento Svizzero (norma ISO
17025; numero d’accreditamento STS 309).
Parallelamente viene effettuato un servizio di misura outdoor per moduli e impianti PV.
L’affidabilità nel tempo dei moduli PV viene valutata sugli impianti collegati alla rete
TISO (10kWp sc-Si del 1982, 4kWp a-Si del 1988). Analisi e ricerche su altri impianti
fotovoltaici completi (per es. CIS a St. Moritz, MARKII/AETIII a Riazzino) completano le
attività del nostro laboratorio nel campo della tecnica fotovoltaica.
2.
·
·
·
La centrale di collaudo per componenti fotovoltaici (PV)
Sono corretti i parametri nominali
dei moduli PV forniti dal
fabbricante?
La potenza massima del modulo,
misurata a STC, diminuisce nel
tempo?
A
quanto
ammontano
le
differenze di produzione tra tipi
diversi di moduli PV?
Figura 2: stand della Centrale di collaudo LEEE-TISO
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A queste e altre domande fondamentali per la progettazione di un impianto fotovoltaico
è stata cercata e trovata una risposta con la creazione di una Centrale di collaudo di
moduli fotovoltaici.
La centrale di collaudo è suddivisa in quattro attività principali:
1. Misure Outdoor a medio termine: misure sugli STAND della durata di un
anno.
2. Misure Outdoor a corto termine: misure sul Sun Tracker (in fase di sviluppo).
3. Misure Indoor con simulatore solare ad impulso (misure a STC).
4. Misure di impianti PV al lungo termine (impianti TISO 10kW, TISO 4kW e TISO
0.5kW).
2.1
Misure outdoor a medio termine (stand; 1 anno)
La procedura di collaudo prevede l’esposizione in condizioni ambientali reali dei moduli
fotovoltaici scelti tra quelli maggiormente presenti sul mercato Svizzero. Ogni anno
sono acquistati anonimamente fino ad un massimo di 18 tipi di moduli fotovoltaici (2
moduli per tipo). I moduli vengono misurati in laboratorio a STC (Simulatore Solare,
classe A) sia presso l’ESTI del JRC di Ispra sia presso il LEEE-TISO (Pa = potenza
all’acquisto). In seguito i moduli vengono esposti a Voc per almeno 20kWh/m2 di
energia solare incidente, per poi essere rimisurati a STC (P0 = potenza a 0 mesi di
esposizione). I moduli vengono in seguito montati su una struttura aperta (open rack) a
45° a MPP. I parametri elettrici (Im, Vm e Pm) e meteorologici principali vengono
misurati ogni 1 minuto, come pure l’energia giornaliera. I moduli rimangono esposti per
un intero anno e rimisurati in laboratorio ogni 3 mesi (P3, P6, P12 e P15).
Alcune novità importanti sono state introdotte nella procedura di collaudo durante gli
ultimi cicli di test per tener conto dei risultati emersi nei primi anni di funzionamento
della Centrale. In particolare era stato osservato un degrado iniziale pure nei moduli al
silicio cristallino (sc-Si e mc-Si). Dopo aver appurato che il degrado non era dovuto
all’applicazione di una tensione elevata tra la cornice e la parte attiva di silicio (come
avveniva nei primi cicli di test), e dopo aver verificato il periodo di degrado (tipicamente
di ca. H = 3kWh/m2), è stato introdotta una pre-esposizione corrispondente a
un’insolazione incidente di H > 20kW/m2. La seconda variazione alla procedura di test
adottata consiste nel prolungare il tempo di esposizione di 3 mesi per permettere un
periodo di stabilizzazione della potenza dei moduli al silicio amorfo (a-Si). In questo
modo è possibile un confronto della resa energetica (da P3 a P15) che tenga conto dei
comportamenti speciale dei moduli al silicio amorfo e in particolare dei cicli di degrado
e rigenerazione stagionali.
Procedura di collaudo LEEE-TISO:
1. Acquisto anonimo, due moduli per tipo; misura di Pa @STC (Potenza
all’acquisto);
2. Esposizione orizzontale a Voc per un’insolazione incidente di H > 20kWh/m2;
3. Misura della potenza iniziale a STC (P0), sia presso il JRC di Ispra, sia presso il
LEEE-TISO;
4. Esposizione su struttura Open-Rack a 45° di inclinazione, e a MPP (separato
per ogni modulo);
5. Misura ogni 3 mesi di Pm a STC (P3, P6, P9, P12) presso il LEEE-TISO;
6. Misura della potenza finale a STC (P15) sia presso il JRC di Ispra, sia presso il
LEEE-TISO;
7. Confronto della resa energetica da P3 a P15.
2.2
Potenza nominale e potenza reale.
Come nell’elettronica, anche nella produzione di celle e moduli fotovoltaici si ha una
dispersione dei parametri di costruzione. La potenza reale di un modulo fotovoltaico
non può quindi corrispondere precisamente alla potenza nominale (Pn) dichiarata dal
fabbricante. La potenza massima reale, misurata in condizioni standard (STC:
1000W/m2, 25°C, AM1.5), deve però corrispondere ad un intervallo garantito dal
fabbricante. Spesso la garanzia del fabbricante è data a ±10% di Pn su 10 anni,
oppure a ±20% di Pn su 20 anni, o ambedue i valori.
Nel confronto tra potenza reale e potenza nominale si deve pure considerare che il
punto di massima potenza di un modulo fotovoltaico è misurato in condizioni standard
in un simulatore solare ad impulso, con una determinata precisione e stabilità di
misura (errori di misura assoluti e di ripetibilità).
Nella primavera del 2001 si è concluso il 7° ciclo di test su 17 coppie di diversi tipi di
moduli.
La Tabella 1 riporta le potenze nominali (Pn) dichiarate dal fabbricante, le potenze
misurate prima dell’esposizione (P0), e dopo 3 (P3) e 15 (P15) mesi di 17 tipi di
moduli. I moduli del ciclo 7 non erano ancora stati sottoposti al periodo di pre-degrado
(Pa-P0), per cui P0 corrisponde a Pa nel ciclo 8.
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DP (%)
Pmax @ STC [W]
APX90
ASE-100
ASI16-2300
BP275F
DS40
GPV75P
KC60
M500A
M-S36-53
MSX83
PW1000
RSM50
SM55
ST40
Sunslates
SW50T1
US641
mc-Si
mc-Si
sc-Si
sc-Si
a-Si
mc-Si
mc-Si
sc-Si
sc-Si
mc-Si
mc-Si
mc-Si
sc-Si
CIS
sc-Si
sc-Si
a-Si
Pn
P0
P3
P15
P0-Pn
Pn
P3-P0
P0
P15-Pn
Pn
90
100
37
75
40
75
60
55
53
83
91
49
55
38
12
50
64
69.2
100.7
33.6
69.2
38.7
63.1
55.1
49.3
48.4
78.8
84.5
45.3
52.6
38.4
10.9
40.5
68.7
68.6
97.5
33.9
70.0
34.4
63.2
53.7
48.8
48.6
75.2
84.4
44.9
50.1
35.4
10.2
36.7
58.9
66.7
96.9
34.0
68.5
32.1
62.0
54.1
48.9
47.5
75.1
85.2
44.6
49.5
32.8
10.2
31.6
57.0
-23.1
0.7
-9.2
-7.7
-3.2
-15.9
-8.2
-10.4
-8.7
-5.1
-7.1
-7.6
-4.4
1.1
-9.2
-19.0
7.3
-0.9
-3.2
0.9
1.2
-11.1
0.2
-2.5
-1.0
0.4
-4.6
-0.1
-0.9
-4.8
-7.8
-6.4
-9.4
-14.3
-25.9
-3.1
-8.1
-8.7
-19.8
-17.3
-9.8
-11.1
-10.4
-9.5
-6.4
-9.0
-10.0
-13.7
-15.0
-36.8
-10.9
Tabella 1: Ciclo 7: Differenza tra potenza nominale (Pn) e potenze misurate (P0, P3, P15)
nei diversi tipi di moduli testati (potenza media di due moduli; 1 potenza di un solo
modulo). Lo sfondo grigio evidenzia i moduli fuori garanzia.
Silicio cristallino: per 12 tipi su 13 (senza considerare i moduli Arco Solar ASI162300). la potenza iniziale P0, misurata prima dell’esposizione, è inferiore a quella
dichiarata dal fabbricante (Pn). In tre casi, inoltre, P0 è inferiore al limite di garanzia
(±10%). Notevole è la differenza, pari a –23.2%, riscontrata per i moduli APX90.
Particolare, inoltre, è il comportamento dei pannelli SW50T, la cui potenza,
inizialmente già inferiore del 17.4% rispetto al Pn, è in continua diminuzione. Dopo 15
mesi d’esposizione, 4 tipi su 13 di moduli risultano essere già fuori limite di garanzia
(P15 < (Pn-10%-e)). Dove e è l’errore di misura su P, e in altri 3 tipi di modulo la
differenza era significativa (P15 £ (Pn-10%)).
Thin film: per questo tipo di moduli, i risultati delle misure effettuate con simulatore
solare ad impulso, vanno interpretati con cautela, in quanto la “risposta” del silicio
amorfo potrebbe essere più lenta rispetto alla durata del flash (effetti dinamici, in
particolare per i Siemens ST40), la cella di riferimento non ha la stessa risposta
spettrale dei moduli ed, infine, grande importanza assume l’effetto memoria dei moduli
stessi. Per una valutazione di questi moduli si veda la resa energetica.
L’inizio del ciclo 8 non presenta risultati più favorevoli: la Tabella 2 riporta le potenze
nominali (Pn), le potenze iniziali (Pa), quelle misurate dopo quattro giorni di esposizione
(P0) corrispondenti a un’insolazione di Hi @ 24.6 kW/m², e le potenze dopo 3 mesi
(P3). P0 non è stato misurato nei moduli a-Si e CIS, poiché per tali tecnologie, il
degrado iniziale avviene in tempi più lunghi.
Type
Cell
Hybrid
Pmax @STC [W]
P0
P (%)
Pn
Pa
P3
(Pa-Pn)/Pn (P0-Pa)/Pa (P3-Pn)/Pn
a-Si
39
37.2
BP555
sc-Si
55
54.4 53.7 53.7 -1.2%
-1.2%
-2.5%
KC70
mc-Si 70
64.8 62.9 62.6 -7.5%
-2.9%
-10.6%
SM50H
sc-Si
50
46.5 45.2 44.8 -7.0%
-2.8%
-10.4%
A60
sc-Si
60
53.1 52.6 52.3 -11.6%
-0.8%
-12.8%
US32
a-Si
32
33.4
I110
sc-Si
110 97.0 95.4 96.0 -11.8%
APX90
mc-Si 90
PW750
30.2 -4.6%
-22.7%
26.1 4.4%
-18.4%
-1.6%
-12.7%
77.9 76.6 76.1 -13.5%
-1.6%
-15.4%
mc-Si 75
67.3 66.7 66.6 -10.3%
-0.9%
-11.3%
MSX64
mc-Si 64
63.3 60.2 60.0 -1.1%
-4.9%
-6.3%
RSM70
mc-Si 68
66.0 65.9 65.7 -2.9%
-0.2%
-3.4%
WS11007 CIS
57
50.9
55.4 -10.8%
-2.9%
Tabella 2: Ciclo 8: Differenza tra Pn e Pa; degrado iniziale nei moduli c-Si e degrado
dopo tre mesi d’esposizione (media di due moduli). Lo sfondo grigio evidenzia i moduli
fuori garanzia.
Concluso il 7° ciclo annuale di test, 12 nuovi tipi di moduli (2 per tipo) sono stati
acquistati, misurati ed esposti in condizioni reali. Tre coppie di moduli del ciclo
precedente (ASE 100-GT-FT, Siemens ST40 e Arco ASI 16-2300), sono stati lasciati
ulteriormente esposti in modo da disporre di un confronto della produzione annuale
d’energia a potenze ormai stabilizzate.
Silicio cristallino: considerando l’errore di misura, per 7 tipi di moduli su 9, la potenza
all’acquisto è inferiore a Pn. In un caso, Pa è inferiore al limite di garanzia (±10%). Il
degrado medio iniziale, dopo quattro giorni d’esposizione, è del 2.5%. Dopo tre mesi, 3
tipi di moduli risultano essere già fuori limite di garanzia. Per i moduli Thin Film valgono
le considerazioni del paragrafo precedente.
La potenza reale dei moduli misurati in condizioni standard (STC) differisce
notevolmente dai valori nominali dichiarati dal fabbricante.
Questo fatto influenza in modo importante sia le considerazioni sul dimensionamento
di un impianto fotovoltaico (per es. il dimensionamento dell’inverter), sia sulla resa
energetica (kWh/kWp), sia le considerazioni derivate dalle precedenti di ordine
economico (CHF/kWh).
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2.3
Produzione d’energia (ciclo 7)
La valutazione e i confronti della resa energetica dei moduli PV può essere fatta
rispetto al valore di potenza nominale (Pn), e quindi si tratterà di un confronto per la
valutazione economica, oppure rispetto al valore di potenza reale (P15), e quindi si
tratterà di un confronto di tipo tecnologico.
I moduli a film sottile (US64, ST40 e DS40) sono stati, sull’arco dell’anno, quelli con la
miglior resa energetica (PR e Yf). La loro produzione annua rispetto alla potenza
dichiarata ha superato quella deglia altri moduli c-Si fino ad un massimo del 30% (vedi
figura 4) e mediamente del 17%. Rispetto alla potenza reale misurata, le differenze in
produzione sono leggermente minori. Tra i moduli c-Si sono comunque state dell’ordine
del 10%.
1.0
0.91
0.87
0.85
0.81
0.8
0.80
0.79
0.78
0.78
0.77
Performance Ratio (PR)
Differenza Relativa
0.74
0.74
0.74
0.71
-21.6%
0.6
-18.6%-18.7%
-13.2%
-12.4%
0.4
-13.8% -14.2%
-32.3% -32.6%
0.70 -24.2%
0.69
-22.5%
-25%
0.61
0.61
-19.0%
-20%
-14.7%
-15%
-10%
-6.4%
0.2
-5%
-4.1%
0.0%
SW50T
APX90
Sunslates
MSX83
GPV75P
BP275F
M-S36-53
M500A
ASI16-2300
PW1000
RSM50
SM55
KC60
ASE-100
DS40
0%
ST40
0.0
-35%
-30%
-10.6%
US64
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Figura 3: Performance ratio (PR) annuale, rispetto alla potenza dichiarata (Pn), per i
moduli del ciclo 7 e differenza percentuale rispetto al modulo con la resa energetica
migliore.
2.4
Potenza reale outdoor e pronostico di resa energetica (metodo delle matrici)
A parità di potenza installata, i moduli Thin Film hanno una resa energetica superiore in
una condizione ambientale come la nostra. Purtroppo durante la scelta dei moduli per
un impianto fotovoltaico i progettisti non dispongono ancora di programmi di
simulazione adeguati, in grado di valutare in modo appropriato la produzione di energia
dei moduli Thin Film (a-Si e CIS). A questo scopo, con i dati misurati e registrati al LEEETISO si è cercato, di semplificare il comportamento in funzione dei due parametri di
funzionamento principale dei moduli PV: irraggiamento e temperatura. Si è voluto
esplorare i vantaggi e i limiti del metodo delle matrici per il calcolo della resa
energetica annuale dei moduli, utilizzando una matrice di potenza P = f (Gi, Ta) in
congiunzione con una matrice delle condizioni climatiche di dimensioni equivalenti.
Nelle matrici di potenza (figura 4) si può osservare che tutti i moduli c-Si si comportano
in modo analogo: fino a ca. 300-400 W/m2 il loro coefficiente di temperatura è nullo o
leggermente negativo, a partire dai 400 W/m2 esso è negativo per tutti i tipi.
40
30
30
30
20
10
0
Ta [°C]
40
Ta [°C]
40
20
10
0
100
300
500
700
G [W/m2]
900
1100
1300
P [W]
3
300
500
700
G [W/m2]
900
1100
2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44
SM55
10
1300
P [W]
7 11 15 19 23 27 31 35 39 43 47
20
0
100
100
300
500
700
G [W/m2]
900
1100
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42
Figura 4: Matrice di potenza Peff=f(G,Ta) [W] per un modulo c-Si (SM55), uno a-Si
(DS40) e uno CIS (ST40)
asi
pwx1000
apx90
msx83
gpv75p
ms3653
rsm50
ds40
us64
sunslat
swt50
ase100
kc60
m500a
sm55
st40
bp275f
Frequenza Peff/Pn [%]
18%
16%
14%
12%
10%
8%
6%
4%
2%
110%
95%
Peff/Pn [%]
80%
50%
35%
20%
5%
0%
Figura 5: Frequenza della potenza effettiva Peff
(normalizzata) erogata dai moduli del ciclo 7.
1300
P [W]
ST40
DS40
65%
Ta [°C]
Per il modulo a-Si US64 l’’effetto di T su P è minimo: il coefficiente di temperatura è @ 0
fino a 500W/m2, poi leggermente positivo. Per il modulo a-Si DS40 invece il coeff. di
temperatura è nullo fino a ca. 300W/m2, poi vieppiù positivo. A parità di
irraggiamento, le temperature elevate hanno quindi un effetto benefico sulle
performances di questo modulo. In questo comportamento sono inclusi sia gli effetti
stagionali di degrado-rigenerazione (Staebler-Wronski), sia le variazioni istantanee
dovute ai coefficienti di temperatura.
Il modulo CIS ST40 si comporta come la maggior parte dei moduli c-Si (vedi figura 2).
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La potenza effettiva erogata dai moduli del ciclo 7 nel corso di un anno di misure
(Lugano, 45°, sud) non ha mai superato –o solo per una piccola frazione del tempo- il
75-80% di quella venduta (per i moduli a-Si e CIS questo limite è leggermente
superiore). In particolare la potenza nominale non è mai stata raggiunta (cioè non si ha
mai avuto Peff/Pn=100%), nemmeno durante condizioni di lavoro particolarmente
favorevoli (es. G > 1000 W/m2, basse temperature per i c-Si). Questa informazione è
utile in fase di dimensionamento: la scelta di un ondulatore dalla potenza nominale
pari all’80% di quella del campo non è affatto azzardata, ma presenta 2 vantaggi:
risparmio finanziario sull’ondulatore; ondulatore caricato in modo più efficiente.
I parametri elettrici e meteorologici misurati ogni 1 minuto durante un anno sono stati
ridotti a due matrici: una matrice di potenza Pm=f(Gi,Ta) e una matrice di distribuzione
delle condizioni climatiche F=f(Gi,Ta) dove F è la frequenza dell’evento durante il
periodo considerato. La somma dei prodotti d’ogni punto della maglia delle due matrici
ha come risultato l’energia prodotta durante l’anno. La larghezza della maglia
determina la precisione del valore finale di produzione annuale. Utilizzando dei valori
misurati in una matrice con una larghezza della maglia di DGi=10W/m2 e DTa=1°C si
ottiene una precisione e £ 2% e mediamente dello 0.5%. Aumentando la larghezza
della maglia a DGi=50W/m2 e DTa=2°C si peggiora il risultato di solo lo 0.5%.
Aumentando ulteriormente lo spessore della maglia lo scarto con il valore di
produzione reale diventa eccessivo (maglia a DGi=100W/m2 e DTa=5°C Þ e ³ 6%).
Per un luogo specifico i dati meteorologici normalmente disponibili sono i valori
d’irraggiamento mensili su piano orizzontale e la temperatura media mensile. Il calcolo
dei valori orari, e quindi della matrice di distribuzione climatica, è possibile effettuarlo
mediante gli algoritmi implementati in Meteonorm. Ciò porta la precisione massima a
e £ 3% e mediamente dello 1%.
Il metodo delle matrici è di facile utilizzo, con l’uso di un semplice foglio di calcolo
elettronico.
Il pronostico della resa energetica mediante il metodo delle matrici è utilizzabile per
il confronto delle diverse tecnologie con una buona precisione.
3.
Simulatore solare ad impulso
Nell’anno 2000, il laboratorio si è dotato di un simulatore solare di
classe A. Nel corso del mese di febbraio 2001 si è tenuto l’audit per la
certificazione della misura della caratteristica corrente-tensione a
1000W/m2 e 25°C (IEC 60904-1) con il simulatore solare ad impulso. A
partire dal 26 giugno 2001 la misura è accreditata (ISO 17025; numero
d’accreditamento STS 309) dal Servizio d’Accreditamento Svizzero (SAS).
Gli errori di misura sono i seguenti: Pmax : ± 2.0%; Voc : ± 1.0%; Isc : ± 1.4%
Per il mantenimento dell’accreditamento, oltre alle regolari tarature delle
apparecchiature (cella di riferimento, sensori di temperatura, carica elettronica, ecc.),
vengono effettuate delle misure di ripetibilità, ogni settimana, su 3 moduli di
riferimento e delle misure di confronto con altri laboratorio (ESTI al JRC di Ispra (I) e
ECN in Olanda):
Type
ID code Laboratorio Pmax
[W]
TISO
65.60
SF75
AAA52
ESTI
65.60
TISO/ESTI 0.0%
TISO
47.50
LA361K51S EB51
ESTI
47.70
TISO/ESTI -0.4%
TISO
45.00
PWX500
TIB56
ESTI
45.00
TISO/ESTI 0.0%
TISO
47.30
LA361K51S EB53
ECN
47.63
TISO/ECN -0.7%
Vmp
[V]
16.08
16.10
-0.1%
16.75
16.60
0.9%
17.13
16.80
2.0%
16.92
16.63
1.7%
Imp
[A]
4.08
4.08
0.0%
2.84
2.88
-1.4%
2.63
2.67
-1.5%
2.80
2.87
-2.3%
Voc
[V]
20.71
20.70
0.0%
21.27
21.10
0.8%
21.79
21.60
0.9%
21.30
20.83
2.3%
Isc
[A]
4.49
4.50
-0.2%
3.05
3.09
-1.3%
2.87
2.91
-1.4%
3.03
3.11
-2.5%
Tabella 3: Confronto dei dati dei moduli di confronto.
4.8
3.30
4.7
4.6
4.5
3.25
SP75 AAG51
BP585 TIC53
LA361K51S EB52
3.20
3.15
4.4
3.10
4.3
4.2
4.1
4
3.05
3.00
2.95
01/02/01 01/03/01 01/04/01 01/05/01 01/06/01 01/07/01 01/08/01 01/09/01 01/10/01 01/11/01 01/12/01
Data [dd/mm/aa]
Figura 6: Misure settimanali dei moduli di riferimento (errore di ripetibilità @1%).
Nel corso dei prossimi due anni si svolgerà un confronto internazionale della misura I-V
di 8 tipi differenti di moduli fotovoltaici (Photovoltaic solar Energy Project Round Robin
comparisons - PEP) tra dieci laboratori nazionali, tra cui, per la Svizzera, il LEEE-TISO.
Precedentemente si erano svolti dei PEP Round Robin inter-comparison negli anni ’85
(EU), ’87 (PTB, D) e ’93 (NREL, US).
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4
GLI IMPIANTI LEEE-TISO
Lo studio dell’affidabilità nel tempo dei moduli PV viene valutata sugli impianti collegati
alla rete del LEEE-TISO, e in particolare sull’impianto TISO 10kW per i moduli sc-Si e
TISO 4kW e 0.5kW per i moduli a-Si.
4.1
Impianto 10 kW m-Si
L’impianto da 10kW, giunto ormai al suo 20-esimo anno di vita, funziona ancora
correttamente. A partire dall’anno 2000 è stato possibile iniziare un progetto di ricerca
Europeo della durata di 3 anni, in collaborazione con il JRC di Ispra, denominato MTBF
(Mean Time Before Failure) con lo scopo di determinare il tempo di vita medio degli
impianti PV.
Nel 2001 il 92% dei moduli dell’impianto mostrava dei difetti di laminazione, mentre
erano solamente il 74% nel 1996. Nel 27% dei moduli, questi difetti, vengono
considerti gravi, secondo la norma IEC61215. Ciò malgrado il rendimento medio
dell’impianto non ha subito una diminuzione apprezzabile.
Dieci moduli, già esposti per 15 anni, hanno subito un ulteriore test di invecchiamento
rapido: dopo 1220 cicli termali non si sono registrati difetti maggiori né diminuzioni
della potenza a STC. Dopo 6000 ore di cicli di umidità e termici alcuni moduli hanno
mostrato delle colorazioni giallastre con parti di tedlar staccate, ma non è stato
riscontrato nessun degrado elettrico.
100
Problema
Guasto
Guasto
90
80
PR [%]
70
60
50
PR DC [%]
40
PR AC [%]
17.11.01
12.08.01
24.04.01
05.11.00
29.06.00
07.03.00
03.12.99
14.08.99
07.05.99
22.01.99
12.10.98
14.07.98
06.04.98
09.01.98
14.09.97
21.05.97
02.03.97
30
25.09.96
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Figura 7: PRdc e PRac dell’impianto TISO da
I moduli PV sono visivamente deteriorati, ma perfettamente funzionali.
Presumibilmente i moduli potranno rimanere elettricamente funzionali per altri 1015 anni.
Il calcolo della durata di vita dei moduli PV, come pure i calcoli economici
dell’energia prodotta dovranno essere rivisti.
4.2
Impianto 4 kW a-Si e 0.5 kW a-Si, triple-junction.
Rapporto dei rendimenti tra alcune serie
non isolate e la serie no. 7 (isolata)
Il rendimento d’esercizio delle serie di moduli a-Si (per giornate con Gi > 800W/m2) ha
un andamento ciclico stagionale. Esso segue l’andamento stagionale della
temperatura media giornaliera ed è caratterizzato da cicli di degrado e rigenerazione
(effetto Staebler-Wronski) del rendimento d’esercizio.
S7/S1
S7/$S$7
S1/$S$1
1.10
1.05
1.00
0.95
[giorni]
0.90
14/04/98
13/10/98
14/04/99
13/10/99
13/04/00
12/10/00
13/04/01
12/10/01
Figura 8:
Rapporto tra serie isolata S7 e serie S1, e andamento normalizzato del
rendimento d’esercizio delle due serie S7 e S1, in funzione del tempo
5
Rendimento d'esercizio, serie n°1, moduli G4000
Rendimento d'esercizio [%]
70
4
60
50
3
40
Temperatura media giornaliera
12.7 °C
30
2
20
Temperatura media giornaliera [°C]
80
10
1
01 giugno 1988
31 dicembre 2001
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0
-10
[giorni]
5000
Figura 9:
Rendimento d’esercizio della serie S1 dell’impianto con moduli G4000
ARCO, per giornate con Gi > 800W/m2.
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Il rendimento d’esercizio medio annuale subisce, nei moduli ARCO G4000 (1988), un
degrado costante. Esso è causato dalla presenza di alcuni moduli difettosi, mentre i
restanti moduli non hanno subito alcun degrado rilevante (figura 9).
La serie di moduli no. 7, isolata termicamente nel maggio del 1998, ha un rendimento
d’esercizio migliore delle altre serie. Raggiunge un tetto di rendimento attorno al +10%
(1.10) del rendimento d’esercizio medio dell’anno precedente all’isolamento termico
(1997-1998). Quando la serie no. 7 ha raggiunto questo limite lo scarto con le altre
serie diminuisce di conseguenza (figura 8).
Il rendimento d’esercizio delle 2 serie dell’impianto con moduli al silicio amorfo "triple
Junction" rimane invece costante e la media oscilla tra il 6 e 6.8%. L’influenza della
temperatura ambiente sul rendimento dell’impianto si manifesta in 3 distinti
comportamenti:
· Da 0 a 10°C aumento lineare del rendimento (coefficiente +0.6%/°C)
· Da 10 a 22°C raggiungimento del massimo rendimento(6.8%)
· Dopo 22°C lieve diminuzione del rendimento.
In generale si può quindi affermare che:
la resa energetica dei moduli al silicio amorfo (a-Si) migliora con l’aumentare della
temperatura.
5.
Monitoraggio di impianti collegati alla rete
5.1
16.8 kWp Photovoltaikanlage St. Moritz mit CIS Solarmodulen
Il più grande impianto in Europa (16.8kWp) allacciato alla rete con moduli CIS è stato
messo in funzione nel dicembre del 2000 a St. Moritz sul tetto del palazzetto del
ghiaccio Ludains.
Con questo progetto si vuole osservare il comportamento dei moduli CIS a film sottile
allacciati alla rete e in condizioni atmosferiche estreme (montagna); infatti le condizioni
di irraggiamento in Engadina sono molto favorevoli e l’impianto sarà sottoposto anche
a variazioni importanti di temperatura. Il progetto avrà una durata di 2 anni in modo da
‘coprire’ tutti i periodi dell’anno con la potenza dei moduli stabilizzata.
5.2
Risanamento e monitoraggio dell’impianto MARK II/AET III a Riazzino
L’impianto fotovoltaico MARK II, di una potenza installata di 100kWp, era stato
realizzato nel 1992 dalla Confederazione. In seguito all’intenzione della
Confederazione di vendere l’impianto esso ha dovuto essere risanato. La sostituzione
dell’inverter, danneggiato dall’esondazione del lago Maggiore, ha comportato il
rifacimento del cablaggio dei moduli e alla costruzione di un locale tecnico per ospitare
i tre nuovi ondulatori. Il sistema di acquisizione dati è stato rivisto completamente in
modo da permettere il controllo dell’impianto negli anni futuri e in relazione al progetto
di monitoraggio. Lo scopo principale, per il LEEE-TISO, era di valutare l’impatto di un
risanamento importante in un grande impianto di produzione PV e in particolare di
ricercare delle soluzioni tecniche per limitare, in fase di progettazione, i costi dovuti alla
sostituzione del componente più debole di un sistema PV: l’ondulatore. Durante i tre
anni seguenti al risanamento, il comportamento dell’impianto fotovoltaico MARK II
verrà analizzato dettagliatamente per verificare i cambiamenti apportati.
5.3
Statistica impianti in Ticino
Per il quinto anno consecutivo, il LEEE-TISO si è impegnato a raccogliere i dati della
produzione annua di tutti gli impianti fotovoltaici collegati alla rete in Ticino, con lo
scopo di paragonarne i principali dati di funzionamento ed individuare anomalie e/o
malfunzionamenti. Esistono notevoli differenze nella produzione normalizzata di
energia tra i diversi impianti (min. 519 kWh/kW; max. 1221 kWh/kW).; in media nel
2000 gli impianti hanno prodotto 937 kWh/kW.
6.
Finanziamenti
L’obiettivo delle Scuole Universitarie Professionali per i progetti di ricerca è di ottenere
un finanziamento esterno del 70% per le attività di ricerca, e del 100% per le attività di
servizio. Il nostro Laboratorio ha ottenuto dei finanziamentio pari al 60% mediante
progetti di ricerca principalmente dall'U
Ufficio federale dell'energia, dall'A
Azienda
elettrica e da progetti di ricerca europei.
7.
Ringraziamenti
Le attività fotovoltaiche del LEEE sono finanziate dall’Ufficio Federale dell’Energia (UFE)
e dall’Azienda Elettrica Ticinese (AET), a cui va il nostro ringraziamento per il sostegno,
non solo materiale.
Un ringraziamento particolare va al laboratorio ESTI del Joint Research Centre (JRC) di
Ispra, per il sostegno tecnico e le misure a STC.
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Langzeiterfahrungen in der Photovoltaik
Thomas Nordmann
TNC Consulting AG, Seestrasse 141
CH-8703 - Erlenbach
Tel.: 01 991 55 77, Fax. 01 991 55 87
Email: [email protected]
Einleitung /Übersicht
1.
Auswertung und Analyse von gmesssenen Betriebsdaten von PV Anlagen
2.
Die Schweizer Daten in der IEA-PVPS Task 2 Datenbank
3.
Die Betriebserfahrung der IEA Datenbank repräsentieren 227 Betriebsjahre
und 17 % der Schweizer Produktion
4.
Beispiel einer langen Messreihe an der PV Anlage A13 bei Chur (1990 - 2001)
5.
Was ist der elektronische Fingerabdruck einer PV Anlagen Population?
6.
Der Schweizer Solarstrommarkt
7.
Vergleich des PV Marktes in Deutschland, Holland, Japan und der Schweiz
8.
Die Kostenentwicklung der Photovoltaik in der Schweiz
9.
Schlussfolgerungen
10.
Referenzen / Publikationen
1.
Auswertung und Analyse von gemesssenen Betriebsdaten
von Photovoltaikanlagen
Im Rahmen des IEA Implementing Agreement Photovoltaic Power Systems (PVPS) beschäftigt sich Task 2 mit der Beschaffung, Auswertung und Analyse von gmesssenen
Betriebsdaten von Photovoltaikanlagen in 61 Ländern mit 300 Anlagen und einer
Geamtnennleistung von 8 MWp. (Fig. 1) [1], [6]
2.
Die Schweizer Daten in der IEA-PVPS Task 2 Datenbank
Aufgrund dieser messtechnisch gesicherten Informationen aus Schweizer Anlagen [2]
[3] können belastbare Aussagen über das Langzeitverhalten von Solarstromanlagen
über eine Zeitperiode von 10 Jahren gemacht werden. (Fig. 2) Die internationale PV
Datenbank enthält Daten von 51 Schweizer PV-Anlagen mit einer totalen Nennleistung
von 1‘576 kWp das sind 4.2 % der Schweizer Anlagen oder 14.3 % der totalen Nenneistung aller PV-Netzverbundanlagen erstellt zwischen 1998 und 1999. (Fig. 3)
3.
Die Betriebserfahrung der IEA Datenbank repräsentieren
227 Betriebsjahre und 17 % der Schweizer Produktion
Im Zeitraum von 11 Jahren produzierten diese 51 Schweizer Anlagen 8‘340 MWh oder
17 % der gesamten schweizerischen PV-Energie. Die Nennleistung dieser Anlagen ist
zwischen 1.3 kWp und 560 kWp (Fig 4, 5). Die Betriebsdaten von 1990 bis 2000 dieser Anlagen (1 bis 11 Jahre pro Anlage) repräsentieren 227 Betriebsjahre mit einer
„Monitoring Fraction“ von 0.95. Die Energie Produktion von 8‘340 MWh entspricht dem
Ertrag einer 1‘054 kWp Netzverbundanlage während 10 Jahren und ergibt eine spezifische Jahres Produktion von 790 kWh / kWp (Inklusive 9 Fassaden Anlagen) (Tab. 1)
und eine „Performance“ von 68 % (Fig. 6 und 7). Die Performance und Verfügbarkeit
aller 51 CH Anlagen erreicht im ø aller Jahreswerte von 227 Betriebsjahren 0.68 (Fig.8,
9, 10 und 11). [4], [5],[6],[7]
1800
1600
number of monthly data sets
Figur 1,
Betriebsdaten, der
Monatsdatensätze in
der IEA PVPS Datenbank, nach Jahren
und Ländern. Stand
Januar 2002.
1400
Portugal
1200
Belgium
United Kingdom
Sweden
1000
Israel
France
800
Austr ia
Netherlands
Italy
600
Japan
Switzerland
400
Germany
200
0
1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
14
12
200
10
150
8
100
6
4
50
2
0
0
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Year
50'000
Energy produced [MWh]
Figur 3,
Energieproduktion der
schweizer Netzverbundanlagen und
Anteil der Anlagen in
der IEA Datenbank.
40'000
30'000
20'000
10'000
17%
0
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
Year
Swiss Production [MWh]
5
10
Number of plants >15 kWp
8
6
4
2
4
3
2
1
0
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
<15
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
‡115
Figur 4 und 5,
Nennleistung der 51
schweizer Anlagen in
der IEA Datenbank.
Datasets [MWh]
Nominal power [kWp]
Nominal power [kWp]
Cumulated Nominal Power, Po [MWp]
250
Number of Plants per Annum
Figur 2,
Alle Schweizer Netzverbundanlagen von
1998 bis 2000.
Anzahl pro Jahr und
kumulierte Nennleistung.
Number of plants 1 to 14 kWp
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2002
Tabelle 1,
„Schweizer Anlage“,
Resultate von allen
51 Anlagen und allen
Betriebsdaten.
Name
Years of
operation
P0
[kWh /
[MWh]
(m2 * a)]
[kWp]
A
ALL PLANTS
B
ETU
total
HI
46.5
227
1’054
10
1’160
PR
ηA0
ηA, mean
ηI
Yield
[--]
[--]
[--]
[--]
[--]
[kWh /
(kWp * a)]
8’340 0.05 0.68 0.119 0.087 0.93
790
Yield and Losses, [%]
Yield and Losses, [kWh/(kWp * d)]
100%
4
Figur 6 und 7,
Ertrag und Verluste,
dargestellt als
kWh/(kWp*d) und %.
O
3.337
26.4%
80%
3
0.88
5.5%
60%
0.182
2
40%
68.2%
2.275
1
20%
0%
0
Conversion Losses
5
1
4
0.
3
0.
2
0.
1
2
0.
Final Yield
90
6
4
70
Operation Years
8
Performance Ratio, PR [--]
80
Final Yield, Yf [kWh/kW d]
Figur 8 und 9,
Performance und
Verfügbarkeit aller 51
Anlagen, Jahreswerte
von 227 Betriebsjahren.
System Losses
60
50
40
30
20
10
0
0
0
1
2
3
4
5
0
50
30
Annual Datasets
35
40
30
20
0.3
0.4
0.5
25
20
15
10
10
5
0
0
Performance Ratio [--]
0.2
Outage Fraction, O [——]
60
0.35
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
Figur 10 und 11,
Häufigkeitsverteilung
der Performance und
des spezifischen Jahresertrages, Jahreswerte von 227 Betriebsjahren aller 51
Anlagen. Inklusive 9
Fassaden Anlagen.
Annual Datasets
Irradiation, Yr [kWh/m^2 d]
0.1
350
450
550
650
750
850
950
1050
1150
1250
1350
1450
0
Specific Annual Yield [kWh/kWp]
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2002
4.
Beispiel einer langen Messreihe an der PV Anlage A13 bei
Chur (1990 - 2001)
Als Beispiel einer langen Messreihe sind die Daten der Solarstromanalge A13 DomatEms von 1990 - 2001 dargestellt (Bild 1). Bei mehr als 41'000 Betriebsstunden hat die
Anlage im Schnitt jährlich 100’000 kWh produziert. Jetzt nach 11 Betriebsjahren machen sich ermüdungserscheinugen beim Inverter bemerkbar (Fig. 12). Der Inverter war
im Jahre 2001 nur zu 43% verfügbar. Es wurden fünf längere Betriebsunterbrüche
verzeichnet (Fig. 13). Mit mehr als zehn Jahren Betrieb hat die Anlage etwa die Hälfte
der voraussichtlichen Lebenserwartung erreicht. Die Bertriebserfahrungen im kommenden Jahr sollen zeigen, ob der Inverter nach mehreren Reparaturen jetzt wieder
einwandfrei läuft oder das Ende der Laufzeit nach über 40‘000 Betriebstunden erreicht hat und eventuell ersetzt werden muss. [8] Durch die Weiterführung der Messungen soll der Betrieb der Anlage weiterhin überwacht werden.
100
4
80
3
60
2
40
1
20
0
0
1990
1991
1992
1993
1994
1995 1996
Jahr
Umwandlungs Verluste
Performance
1998
Inverter Verluste
1999
2000
2001
Anlagen Ertrag
Verf gbarkeit Inverter
Modultemperatur
0.15
0.13
0.11
0.09
0.07
Plant: DOMAT, Year / Month
1999 / 1
1998 / 1
1997 / 1
1996 / 1
1995 / 1
1994 / 1
1993 / 1
1992 / 1
1991 / 1
0.05
1990 / 1
Figur 13,
100 kWp Netzverbundanlage A13 bei
Domat/Ems. Auf
25°C normalisierter
Arraywirkungsgrad
der Anlage.
1997
[%], [¡C]
5
2000 / 1
Figur 12,
100 kWp Netzverbundanlage A13 bei
Domat/Ems. Ertrag
und Verluste, Jahreswerte 1990 bis 2001
[kWh/(kWp*d)]
Bild 1,
100 kWp
Netzverbundanlage
A13 bei Domat/Ems.
Array Efficiency [--]
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2002
Anlage / Nennleistung / Jahr
BIEL / 3.07 kW / 1996
1997
1998
BURGDORF / 3.07 kW / 1995
1996
1997
1998
1999
2001
COLOMB / 3.46 kW / 1996
1997
1998
1999
2000
2001
DELEMONT / 2.38 kW / 1999
2000
2001
DIETIKON / 1.8 kW / 1997
1998
1999
2000
2001
FRAU / 9.96 kW / 1996
1997
1998
1999
2000
HERISAU / 6.36 kW / 1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
INTER / 11.28 kW / 1997
1998
1999
2000
2001
LAUS / 5.94 kW / 1998
1999
2000
2001
LUZ / 49.5 kW / 1997
1998
1999
2000
2001
MARZILI / 22.71 kW / 1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Performance Ratio und Verfügbarkeit
Auswertungen 1
Figur 14, Auswer tungen aller Anlagen erster Teil, Jahresper formance E ,
Monatsperformance B und Jahresverfügbarkeit der Anlage J.
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5. Was ist der elektronische Fingerabdruck einer PV Anlagen Population?
2002
Anlage / Nennleistung / Jahr
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MUTTENZ / 21.22 kW / 1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
NEUCH / 3.84 kW / 1997
1998
1999
2000
2001
RAPP / 3.28 kW / 1998
1999
2000
2001
SCHAFF / 3.96 kW / 1995
SCHAFF / 5.94 kW / 1996
1997
1998
1999
2000
2001
SURSEE / 10.09 kW / 1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
THUN / 6.14 kW / 1997
1998
1999
2000
2001
USTER / 2.54 kW / 1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
WATTWIL / 10.7 kW / 1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
WETZIKON / 3.06 kW / 1996
1997
1998
1999
2000
2001
WINTI / 3.06 kW / 1998
1999
ZIEG / 3.3 kW / 1997
1998
1999
2000
2001
ZUERICH / 6.57 kW / 1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Performance Ratio und Verfügbarkeit
Auswertungen 2
Figur 15, Auswer tungen aller Anlagen zweiter Teil, Jahresperformance E ,
Monatsperformance B und Jahresverfügbarkeit der Anlage J.
6.
Der Schweizer Solarstrommarkt
1989 betrug die neu installierte Modulnennleistung 400 kWp. Sie ist bis 1992 kontinuierlich auf 1.4 MWp angestiegen und dann wegen der Einschränkung der öffentlichen Budgetmittel im Rahmen von Energie 2000 1995 auf 800 kWp zurückgefallen.
Seit Anlaufen einer breiteren öffentliche Förderung und insbesondere den Solarstrombörsen ist die jährlich neu installierte Modulleistung auf 1‘900 kWp angestiegen und
hat sich seit 1998 nicht mehr weiterentwickelt. (Fig. 16)
Figur 16,
Der Schweizer Solar–
strommarkt 1989 bis
2001
MWp/a
2.0
1.9
1.9
1.9
1999
2000
2001
1.9
1.4
1.5
1.3
1.3
1.1
1.0
0.5
0.9
0.9
0.9
0.8
0.4
0.0
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
Jahr
Figur 17,
Zum Vergleich die PV
Markt Entwicklung in
Deutschland
EEG Gesetz
99 Pf/kWh
2340 Anl.
10 MWp
MWp/a
70
Siemens
Messe
München
1 MWp
60
1'000 Dächer
1990 - 1995
2'000 Inst
total 5.3 MWp
50
100'000 Dächer
Prog, KfW
2 MWp
44.3
Pilkington
Mont-Cenis
Herne
1 MWp
40
30
20
RWE Umwelttarif 846
kWp
13'000 Kunden
RWE
Kobern
Gondorf
340 kWp
14.0
10.1
10
0.9
1.3
2.0
3.3
3.5
0.6
1989
1990
1991
1992
1993
1994
15.6
12.0
5.4
0
Figur 18,
Im Normalisiert
Vergleich zwischen
Deutschland, Holland,
der Schweiz und
Japan hat die
Schweiz, ihre Führungsposition Ende der
90er Jahre verloren
1995
1996
1997
1998
W p/Kopf Jahr,
1999
D
NL
2000
CH
2001
J
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
Jahr
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
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7.
Vergleich des PV Marktes in Deutschland, Holland, Japan
und der Schweiz
Seit dem Start des 100‘000 Dächer Programmes, zusammen mit dem EEG Gesetz, ist
der deutsche Markt überprportional gewachsen. (Fig. 17) Im normalisieren Vergleich
zwischen Deutschland, Holland, Japan und der Schweiz haben wir – auch in Watt pro
Kopf der Bevölkerung gemessen – die Führungsposition 1997 verloren (Fig. 18)
8.
Die Kostenentwicklung der Photovoltaik in der Schweiz
Figur 19,
Am Beispiel von 5 TNC
Anlagen kann die (kaufkraftbereinigte)
Entwicklung 1989 bis 2000
dargestellt werden
20
100%
18
83%
16
14
60%
12
10
43%
8
32%
6
4
2
0
1989 107 kWp
Figur 20,
Insgesamt sind die Gesamtkosten von 18 Euro/Wp auf
weniger als 6 Euro/Wp d.h.
um fast 70 Prozent reduziert
worden.
1992 103 kWp
1995 104.3 kWp
1998 70 kWp
2000 126 kWp
20
18
16
BOS
14
BOS
12
10
BOS
8
Inverter
Inverter
6
BOS
Inverter
Inverter
BOS
Inverter
4
2
0
1989 107 kWp
1992 103 kWp
1995 104.3 kWp
1998 70 kWp
2000 126 kWp
Figur 21,
Analysiert man die Beiträge
der einzelnen Einflussgrössen, stellt man fest,
dass die Reduktion der BOS
(Balance of System) Kosten
mit 100% auf 15% wesent–
lich grösser ist, als die Re–
ßduktion der Modul-kosten
von 100% auf 66%.
14
100%
12
BOS
10
71%
8
BOS
6
47%
BOS
4
2
23%
15%
BOS
Inverter
Inverter
100%
106%
1989 107 kWp
1992 103 kWp
0
BOS
-2
-4
66%
-6
-8
87%
84%
1995 104.3 kWp
1998 70 kWp
2000 126 kWp
Genaue und konsolidierte Erfahrungswerte über die Entwicklung der Investitionskosten
in Fr./W sind schwierig erhältlich. [9] Am Beispiel von fünf TNC Anlagen kann die (kaufkraftbereinigte) Entwicklung 1989 bis 2000 dargestellt werden (Fig. 19). Insgesamt
sind die Gesamtkosten von 18 Euro/Wp auf weniger als 6 Euro/Wp d.h. um fast 70
Prozent reduziert worden (Fig. 20). Analysiert man die Beiträge der einzelnen Einflussgrössen, stellt man fest, dass die Reduktion der BOS (Balance of System) Kosten mit
100% auf 15% wesentlich grösser ist, als die Reduktion der Modulkosten von 100%
auf 66% (Fig. 21).
9. Schlussfolgerungen
• Die Performance von 51 Schweizer PV Anlagen (ø 227 Betriebsjahre) 0.68 und 790
kWh/kWp*a (inkl. 9 Fassadenanlagen)
• Keine signifikant messbare Reduktion des Array-Wirkungsgrades.
• Inverter haben eine kürzere Lebenserwartung als Module Typisch 10 - 15 Jahre
• Die Solarstrom Systemkosten wurden 1989… 2001 in der Schweiz um 55…70%
gesenkt!
• Die Kostenreduktion bei Modulen ist «nur» 35…45%. Die Reduktion bei BOS
70…80%!
• Wir können die Kosten von Solarstromanlagen weiter reduzieren! ø 5…10% Jahr.
• Solarstrom im Netzverbund ist (noch) kein ökonomischer Selbstläufer.
• Solarstrom braucht nachhaltig gute politische Rahmen - Bedingungen.
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10. Referenzen / Publikationen
[1] Internationale Energie Agentur (IEA) Implementing Agreement Photovoltaic Power
Systems, 1994.
[2] Guidelines for the Assessment of Photovoltaic Plants,
Document A, Photovoltaic System Monitoring, Issue 4.2, June 1993,
Document B, Analysis and Presentation of Monitoring Data, Issue 4.1, June 1993,
JRC, E.S.A.S. I-21020 Ispra Italien.
[3] International Electrotechnical Commission (IEC): Standard IEC 61724, Photovoltaic
System Performance, Monitoring - Guidelines for Measurement, Data Exchange
and Analysis.
[4] International Energy Agency PVPS Task II: Analysis of Photovoltaic Systems, Report
IEA-PVPS T2-01: 2000, April 2000.
[5] International Energy Agency PVPS Task II: Analysis of the operational performance
of the IEA database PV systems at the 16th European Photovoltaic Solar Energy
Conference and Exhibition, 1-5 May 2000, Glasgow.
[6] Operational Performance, Reliability and Promotion of Photovoltaic Systems, Report No: IEA-PVPS T2-02:2002, Cost 10 EURO, Distribution: Mr. Reinhard Dahl
[7] Ulrike Jahn Institut für Solarenergieforschung GmbH Hameln/Emmerthal (ISFH)
Betriebsergebnisse von internationalen, netzgekopelten PV-Anlagen aus der IEAPVPS-Task-2 Datenbank, Vortrag am 16. Symposium Photovoltaische Solarenergie,
Staffelstein Deutschland 14.-16. 3 .2002 www.task2.org
[8] L. Clavadetscher, Th. Nordmann, TNC Consulting AG, 100 KWp Gridconnected PV
Plant A13 in Switzerland - 10 Years and 1'000'000 kWh Later, Oral Presentation:
[786] OC5/2,16th European Photovoltaic Energy Conference, Glasgow, Mai 2000
[9] Thomas Nordmann TNC Consulting AG 8703 Erlenbach «Solarstrom Systemkosten
in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft»16. Symposium Photovoltaische Solarenergie, Staffelstein Deutschland 14.-16. 3. 2002 als PDF File www.tnc.ch
Database Task 2:
Performance Database, Programme Version 1.19, Database 06/2001, CD-ROM;
IEA International Energy Agency; TNC Consultng AG; 06-2001;EN; CD-ROM; F&E
SFr. 40.– Bestell-Nr. 210102 bei ENET, Egnacherstrasse 69, CH-9320 Arbon,
Tel. 071 440 02 55, Fax. ....-56, E-Mail [email protected], www.energieforschng.ch
Zukunftsszenarien: «Can you imagine....?»
Dr. Chris Luebkemann
Arup Research + Development, 13 Fitzroy Street
GB-W1T 4BQ London
Email: [email protected]
Photovoltaics have enjoyed varying popularity for at least a generation. their use has
depended upon factors which have seemed to have been far outside the control of the
designer. and yet, it is to the designer that we often have turned for inspiration for the
integration of PV into their vocabulary. a new era is about to open as the integration of
PV is taking on a new meaning. we are no longer dependent upon rigid crystalline
structures. to respond to this we must also be more flexible in our thinking. thoughts on
this, as well as resulting scenarios, will be presented from offices from around the
world of the Arup Group.
Die Photovoltaik hat sich während mindestens einer Generation unterschiedlicher Popularität erfreut. Ihre Anwendung war von im Wesentlichen von Faktoren abhängig,
welche weit ausser dem Einflussbereich der Designer lag. Und trotzdem sind es die
Designer, zu welchen wir uns häufig gewendet haben, um sie in Hinsicht auf die Integration der Photovoltaik in ihre Denkweise zu inspirieren. Zur Zeit beginnt eine neue Ära,
die Integration der Photovoltaik erhält eine neues Gesicht. Wir sind nicht mehr allein
abhängig von den bisherigen festen kristallinen Strukturen. Als Antwort darauf müssen
wir auch in unserer Denkweise flexibler werden. Gedanken dazu, und daraus resultierende Szenarien, werden aus den weltweiten Zweigstellen der Arup Gruppe vorgestellt.
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Roll-to-roll-Fabrikation von flexiblen
Solarzellen auf Plastikfolien
Dr. Diego Fischer
VHF-Technologies SA, Av. Hôtel de Ville 7
CH-2400 Le Locle
Email: [email protected]
Inhalt:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Motivation
Amorphes Silizium: Chancen und Risiken
Technologietransfer
Stand der Technik Pilotanlage VHF
Weitere Schritte
Schlussfolgerungen
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Dieser Beitrag beruht auf der Arbeit verschiedenster Mitarbeitern von VHFTechnologies SA, des EICN Le Locle und des IMT Neuchâtel, mit besonderem Dank
Herbert Keppner, Pedro Torres, Alexandre Closset, Pascal Pernet, Sébastien Rossel,
Sébastien Dubail, Yvan Ziegler und Alain Barbal. Ein Teil der Arbeiten wurden durch die
KTI (4622.1 und 5581.1) und durch das BFE (42919) unterstützt.
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Alcan Sinergie nell’integrazione negli edifici /
Synergien in der Gebäudeintegration
Dr. Walter Hotz, Felix Hofmann
Alcan Technology & Management AG, Badische Bahnhofstrasse 16
CH-8212 Neuhausen/Rhf.
Email: [email protected], [email protected]
Ausgangslage:
Schon 1991 hatte die damalige Alusuisse-Lonza Services AG, heute Alcan Technology
& Management, mit der Idee gespielt, ein Bausystem zur wirtschaftlichen Erzeugung
von Solarstrom zu entwickeln, das auch den modernen Ansprüchen einer befriedigenden architektonischen Gestaltung gerecht wird. Um die Preise niedrig zu halten, hatte
man sich eine kostengünstige, wenn möglich kontinuierliche Fertigung eines photovoltaischen "Halbzeuges" vorgestellt. Dieses sollte zu einem für die Architektur geeigneten
Verbundmaterial weiterverarbeitet und in den standardisierten Elementen in die
Gebäudehülle integriert werden.
Zusammen mit anderen Firmen (EnecoloAG, Electrowatt Engineering AG und Paul
Scherrer Institut) wurde 1992 ein Projektteam gebildet.
In Anlehnung an den bestehenden Produktname des Verbundhalbzeugs (ALUCOBOND),
das schwerpunktsmässig als Fassadenbekleidung eigesetzt wird, wurde dieses Projekt
ALUCOSOL genannt. Ziele des Projektes waren
1) Konzept- und Machbarkeitsstudie
2) Labormässige Fertigung von Mustern
3) Realisierung von Pilotmodulen
4) Herstellung von Demo - Fassadenelementen
Die ersten drei Punkte wurden vom "Nationalen Energie Forschungs Fond" (NEFF) gefördert. Die Resultate wurden 1996 in einem Abschlussbericht veröffentlicht.
Punkt vier wurde vom "Bundesamt für Energie" (BFE) gefördert und Ende 1998 in einem Abschlussbericht veröffentlicht.
Leider musste das ursprüngliche Ziel der Herstellung und Erprobung einer Demo Fassade aufgegeben werden, da trotz intensiven Bemühungen keine kommerziell verfügbare Solarzellen Technologie gefunden werden konnte, die zur Realisierung des
ALUCOSOL Konzeptes geeignet gewesen wäre.
Anfang 1994 bis Ende 1996 wurden beim IMT Neuchâtel im Zusammenhang mit der
Doktorarbeit von Dr. Michael Götz, die vom"Nationalen Energie Forschungs Fond"
(NEFF) mitfinanziert wurde, a-Si:H Zellen auf Aluminium Substraten abgeschieden. Von
industrieller Seite wurde dieses Projekt von Alusuisse Technology & Management begleitet. Dabei wurde auf noch nicht optimierten, mikromorphen Tandemzellen ein Anfangswirkungsgrad von 9.25% erreicht (stabilisierter Wirkungsgrad von 8.3%).
In Zusammenarbeit mit dem IMT Neuchâtel wurde entschieden, sich auf die Entwicklung einer grossflächigen Abscheidung von a-Si:H auf Aluminium in Verbindung mit
einem geeigneten Konzept zur Stromableitung zu konzentrieren. Dies sollte bis zum
Stadium von einzelnen Pilotmodulen in der Grössenordnung von DIN A4 Format vorangetrieben werden. Im weiteren war eine Machbarkeitsstudie für diesen Solarzellenkonzept durchzuführen.
Einerseits musste man musste leider feststellen, dass die praktische Umsetzung weitaus schwieriger und zeitlich aufwendiger als geplant war und andererseits kein interessierter Partner zum industriellen Upscaling bis zur industriellen Reife solcher Zellen auf
einem Al-Substrat gefunden werden konnte.
Die Suche nach einer flexiblen PV-Zelle auf einem Kunststoff Substrat, die auf dem
Aluminium-Kunstoff-Aluminium Verbund auflaminiert werden konnte, zeigte, dass die
Entwicklung in der Richtung weiter ging, aber dass auf dem Markt noch keine Zellen zu
annehmbaren Preisen insbesondere in genügender Grösse und Menge zur Verfügung
standen.
Nach weiteren Versuchen wurde deswegen 1999 beschlossen, das Projekt auf Eis zu
legen, bis die passende Konfiguration zur Weiterentwicklung zur Verfügung oder mindestens in Sichtweite stand.
Kurze Zusammenfassung der Ergebnisse bis 1999:
1) Eine interessante Preisreduktion von PV-Modulen ist nur durch eine Grossproduktion in Linie erreichbar. Nur auf dieser Weise können in Zukunft Module ohne Subventionen rentabel hergestellt werden. Jahresproduktionen über 106 m2 sollten anvisiert werden.
2) Die Verwendung eines Fassadenelementes als "Träger" eines photovoltaischen Moduls ermöglicht durch diesen "Doppelteinsatz" eine Preisreduktion des Teiles "Photovoltaik", da ein Teil der Kosten von der Fassade getragen werden können.
3) Ein modulares Konzept, der mit einem Fassadenkonzept standardisiert ist, reduziert auch die Installationskosten und ist leichter in einem Gebäude zu integrieren.
4) ALUCOBOND, ein Verbund bestehend aus zwei Aluminium Deckblechen mit dazwischen liegendem Kunststoffkern, wurde im Hinblick auf den Einsatz der Photovoltaik als ein optimales Fassadensystem angesehen und deswegen im Projekt als
Substrat für die PV Zellen verwendet.
5) Bei der geeigneten Solarzellen Technologie fiel die Bewertung eindeutig zugunsten
der Silizium-Technologie aus, mit einer eindeutigen Bevorzugung in Richtung Dünnschicht-Technologie. Dies auch wegen der geringeren Mengen an einzusetzenden
Ausgangsmaterialien, welche bei einer Grossproduktion eine bedeutende Rolle
spielen.
6) Puncto Ökologie wurde die Auswahl in Richtung Silizium als sinnvoll angesehen.
Alle anderen überprüften Dünnschicht-Technologien erwiesen sich dagegen bei
Fassadenanwendungen ökologisch oder sicherheitstechnisch als problematisch.
Dies gilt besonders bei der Herstellung grosser PV-Zellen Mengen.
7) Bei dem geeigneten Modulsystem wurde ein "Einzellenmodul" favorisiert, wobei
aber im Prinzip die Wahl offen blieb.
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8) In Richtung Systemtechnik wurde das Konzept Einzellenwechselrichter forciert.
Dieser ermöglicht, neben der Auslegung der gesamten Moduloberfläche als eine
einzige Zelle, die Verwendung der zwei Deckbleche des Modulträgers als Stromleiter. Zusätzlich erlaubt dies eine einfachere Verkabelung mit Wechselstrom.
9) Wegen der möglichen Temperaturschwankungen mussten Vorder- und Hinterseite
der Module gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, um mögliche
Durchbiegungen der Elemente weitestgehend zu vermeiden. Zudem sind die Sicherheitsrisiken generell kleiner.
10)Als Oberflächenschutz und Witterungsschutz wurden TEFZEL–Folien mit einer
dünnen geschlitzten EVA-Klebefolie ausgewählt. Eine billigere UV-beständige Folie
mit Klebesystem oder eine "gegossene", UV-beständige Folie könnten den Einheitspreis des Moduls signifikant reduzieren.
11)Neben der Abscheidung einer a-Si:H Zelle direkt auf dem vorderen Blech eines AlKunststoff-Al Verbundes, wäre das Auflaminieren einer PV-Zelle (z.B. auf einer
Kunstoffolie abgeschieden) sehr vorteilhaft. Auch in einem solchen Falle müsste die
Herstellungstechnologie in Linie sein, um die Produktionskosten zu reduzieren.
12)Eine interessante Anwendung für auflaminierte PV-Folien wären Aluminiumdächer,
wie z.B. Falzonal, wo ganze Bahnen von ca. 300 - 500 mm Breite und bis über
6000 mm Länge eingesetzt werden könnten. Es ist ein Konzept zu definieren , bei
dem diese Dachprofile ohne grossen Umstände auf Mass geschnitten und anschliessend wieder verkabelt werden können.
13)Der Witterungsschutz sollte Antireflexeigenschaften (z.B. Mottenaugenstruktur) zur
effizienteren Lichtkopplung und selbstreinigend (Lotuseffekt) sein.
14)Strukturierte Zellen könnten den Wirkungsgrad durch ihre Geometrie erhöhen.
15)Zum Zeitpunkt war das Umfeld für eine Weiterentwicklung nicht reif. Die Umstände
hätten sich aber auch sehr schnell ändern können.
Änderung des Umfeldes:
In der Zwischenzeit wurde VHF-Technologies als Spin Off des IMT Neuchâtel in der
Fachhochschule Le Locle gegründet. Es wurden PV Zellen auf Polyimid Folie mittels
einer sehr eleganten, einfachen "Coil to Coil" Methode abgeschieden. Diese werden zur
Zeit für kleinflächige PV Anwendungen eingesetzt (wie auch im vorherigen Beitrag beschrieben wurde). Die Produktion basiert aber auf einer Abscheidung auf ein kontinuierliches Band von momentan 300 mm Breite, das aber, falls erforderlich, in nächster
Zukunft durch eine Weiterentwicklung auf einer Breite von 1000 oder sogar 1200 mm
erweitert werden könnte. Diese wäre die damals fehlende Ausgangslage gewesen.
Bild 1 zeigt als Beispiel eine 30 m lange, funktionierende PV-Zelle von VHFTechnologies, die am 5 Mai 2001 an einem Ballon über Le Locle schwebte und gleichzeitig Strom produzierte. Bild 2 zeigt eine auf Kunststoff abgeschiedene PV-Zelle welche auf ein ALUCOBOND Modul auflaminiert werden könnte zusammen mit zwei
Initiatoren. Bild 3 zeigt den ersten Auflaminierversuch einer solchen dummy Zelle (ohne
Abdeckung) auf ALUCOBOND um die Machbarkeit zu zeigen.
Bild 1: 30 mt lange funktionierende PV-Zelle
Bild 2: PV-Zelle
Bild 3: Erste auf ALUCOBOND auflaminierte
dummy Zelle
Die auf Kunststoff abgeschiedenen Zellen können durch unterschiedliche Schichtabscheidung unterschiedliche Grundfarben haben, welche bei einer geringen Verringerung des Wirkungsgrades eine farbliche Vielfalt der Module erlauben und so architektonisch angepasst werden können (Bild 4).
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Wiederaufwachen des ALUCOSOL Projektes als "Photoaktive
Verbundmodule":
Das Umfeld scheint nun zu stimmen und das Projekt ALUCOSOL wurde unter dem Namen "Photoaktive Verbundmodule" wieder ins Leben gerufen. In diesem Falle wirkt die
Synergie zwischen dem ALUCOBOND Fassadensystem, dem Kaschier Know How und
den Produktionsmöglichkeiten von ALCAN und der innovativen, optimal vereinfachten
Produktionstechnologie von VHF-Technologies.
Aus dieser Synergie müssen noch viele Lösungen optimiert werden, um am Ende ein
reifes, geprüftes Produkt auf dem Markt zu bringen.
Die Substrate, die Herstellungsmethode, die Kaschier-Technologie, die Kontakte, die
Stromableitungen, die Schutzschicht und deren Strukturierung, die Kleber usw.
müssen optimiert und auf "Herz und Nieren" geprüft werden. Langzeit UV-BestrahlungsKlimakammer- Temperaturzyklentests sind nur wenige der vielen Tests welche
überstanden werden müssen und Feedbacks zur Optimierung geben werden.
Neben den Fassadenelementen werden auch Auflaminierversuche auf Dachelementen
mit zusätzlichen Schutzschichten durchgeführt werden.
Die Kosten müssen so reduziert werden, dass auch ohne Subventionen solche Module
kostendeckend hergestellt werden und Strom zu einen angemessenen Preis liefern
können.
Dafür müssen grosse Mengen in Linie hergestellt werden. Die Herstellungskonzepte
sollen die Produktionskosten durch Einfachheit und Effizienz reduzieren. Die Kosten
der Ausgangsmaterialien wie Substrat, Schutzschicht /Folie, Verklebung, Verkabelung
und Systemtechnik werden durch Optimierung gesenkt.
Nur auf dieser Weise kann ein kostengünstiges Modul entstehen.
Vorstellungen des Einsatzes:
Die folgenden Bilder können eine grobe Vorstellung des Einsatzes solcher Module geben.
In den Bereichen zwischen und unter den Fenstern wären auf der Süd, Süd-West oder
Süd-Ost Fassade PV-Module einsetzbar.
Erwartete Eigenschaften und Kosten:
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
a-Si:H Zellen mit geringerer Temperaturempfindlichkeit
Interferenzfärbung durch variable Abscheidedicke
Wirkungsgrad von ca. 5%
Spannung am Modul von ca. 40 V
Stromabnehmer / Verkabelung "endlos" in Kaschierrichtung, oder verbunden zu
isolierten 2 Streifen des hinteren Aluminium Deckbleches der Verbundplatte.
Die Kontaktierung wird mit Durchführungen erreicht.
Wechselrichter in Modulnähe, um danach einfachere Wechselstromverrkabelungen
zu haben
Auflaminierte / aufgegossene strukturierte, billige, UV-beständige Schutzschicht /
Folie. (Mottenaugestruktur, Lotuseffekt)
Modulkosten ohne Systemtechnik bei ca. 4 – 8 CHF /Watt Peak.
(200 – 400 CHF /m2)
Bei einer Lebensdauer von 20 Jahren und einer
jährlichen Bestrahlung von 1000 kWh/m2 liegen die
Kosten pro kWh bei 0.20 –0.40 CHF.
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PV-Produktion Schweiz - Herausforderung für
die Zukunft
Dr. Patrick Hofer-Noser
Swiss Sustainable Systems AG, Zentweg 21
CH-3006 Bern
Email: [email protected]
Zusammenfassung
Die Schweiz war bis vor wenigen Jahren auf dem Gebiet der Photovoltaik weltweit führend. Aufgrund verschiedener Ereignisse hat sie den Spitzenplatz abgeben müssen.
Der Autor ist überzeugt, dass die Schweiz alle nötigen Ressourcen hat um in Zukunft
die internationale Führungsrolle wieder zu übernehmen. Nebst renommierten Instituten gibt es eine Vielzahl von herausragenden Ingenieurfirmen mit einer grossen Erfahrung von der Planung bis zum Betrieb von Photovoltaikanlagen.
Neue Produkte werden die kommenden Jahre prägen. Dabei wird die Kombination von
Baumaterialien mit Solarzellen im Vordergrund stehen. Der Verkauf wird sich vom reinen technischen Verkauf von Photovoltaik zu einem Verkauf von ästhetisch ansprechenden Bauelementen wandeln, die zusätzlich noch Energie aus Sonnenlicht erzeugen.
Die Swiss Sustainable Systems AG ist als Produzent und Know-How Träger im Bereich
Produktionstechnik und Gebäudeintegration für die Zukunft gerüstet. Die Produktionslinie in Bern ist sehr flexibel und erlaubt qualitativ hochstehende Produkte herzustellen, neue Produkte effizient zu entwickeln und zur Marktreife zu bringen.
1. Schweizer Produktion gestern - heute
1985 sorgte die Schweiz mit dem weltweit ersten Solarrennen international für Schlagzeilen. Bereits 12 Jahre vor diesem Ereignis hatte die Schweiz ein fortschrittliches
Forschungsprogramm für erneuerbare Energien gestartet, dies als Antwort auf die Energiekrise von 1973. Weber schreibt 1995 in seinem Lexikon für erneuerbare Energien [ISBN 3-907175-31-X]: " Die Schweiz ist relativ zur Einwohnerzahl weltweit führend in der pro Einwohner installierten Photovoltaik-Leistung", weiter "die Schweiz ist
führend mit innovativen Dach- und Fassadenprodukten". Weniger als 10 Jahre später
hat die Schweiz ihre Spitzenposition in diesem Industriebereich verloren. Die umliegenden EU-Länder haben uns aufgeholt und sind uns teilweise voraus. Während vor
allem in Deutschland, den USA und Japan die Produktionskapazitäten der Modulhersteller in den letzen Jahren - dank staatlichen Förderprogrammen - stark ausgebaut
wurden, war der Produktionsausstoss von in der Schweiz hergestellten Photovoltaikelementen rückläufig. Der negative Volksentscheid vom 24. September 2000 zu den
Solarinitiativen hat der Branche einigen Wind aus den Segeln genommen. Firmen, die
die ersten 20 Jahre der Photovoltaikgeschichte in der Schweiz massgebend geprägt
haben, verschwanden in den letzten 2 Jahren oder wurden von ausländischen Gesellschaften übernommen.
Droht die internationale Marginalisierung der Photovoltaik in der Schweiz? Ist die
Schweiz zu klein um international als Pace maker in der Photovoltaik zu agieren?
Ich bin überzeugt, dass der Standort Schweiz ausgezeichnete Chancen hat, die verlorene Spitzenposition zurückzugewinnen. Die Swiss Sustainable Systems AG sieht sich
mit der flexiblen Produktionsstätte für Photovoltaikmaterialien als richtungsweisend für
die erfolgreiche Zukunft der Photovoltaik in der Schweiz.
2. Der Schweizer Markt - konservativ oder innovativ
Umweltschutz und saubere Energiegewinnung geniessen in der Schweiz ein hohes Ansehen. Photovoltaik wird jedoch ausschliesslich mit Energiegewinnung gleichgesetzt.
Sie wird bei einem Grossteil der Bevölkerung noch weitgehend mit der 500kWp Anlage
auf dem Mont Soleil in Verbindung gebracht, die 1992 gebaut wurde und die eine starke Medienpräsenz genoss. Für diese Anlage, die ausschliesslich zur Stromerzeugung
dient wurde eine grosse Landfläche verbaut. Im Gegensatz zum Mont Soleil darf die
Photovoltaik heute nicht mehr als Verschandelung von Flächen empfunden werden,
sondern soll vom Kunden als optisch ansprechendes Gestaltungselement in der Gebäudehülle betrachtet werden.
Solange die Photovoltaik ausschliesslich mit Stromerzeugung gleichgesetzt wird, kann
nur eine Minderheit von technisch oder ökologisch interessierten Personen angesprochen werden. Beim Bau oder bei der Sanierung einer Gebäudehülle kennen der Bauherr und der Architekt die verschiedenen gängigen Baumaterialien. Baustoffe wie Holz,
Stein, Glas und Aluminium in verschiedenen Farben sind weitgehend bekannt. Dass
hingegen auch Glas eingesetzt werden kann, das durch den Einsatz von Photovoltaik
zusätzlich noch Strom produziert ist den wenigsten Leuten bekannt. Durch den Einsatz
unterschiedlicher Zellenarten (polykristallin-blau, monokristallin-grau oder amorph)
lassen sich unterschiedlichste optische Effekte erzielen. Die rein technische Verkaufsargumentation für die Photovoltaik wird nicht die gewünschte Massenverbreitung bringen.
Der Verkauf von Photovoltaik muss viel mehr über Emotionen als über das reine
Energiegewinnungsargument verkauft werden, um neue Kundensegmente anzusprechen.
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3. Gebäudeintegration contra aufgeständerte Anlagen
Aufgeständerte Anlagen auf Freiflächen sind einfach und schnell zu realisieren. Der
Verkauf solcher Anlagen wird ausschliesslich durch den Verkaufspreis bestimmt. Solche Installationen können zur Verbreitung der Photovoltaik beitragen und werden in
der Schweiz zum Beispiel auf Flachdächern montiert. Langfristig bieten diese Anlagen,
die mit massenproduzierten PV-Laminaten realisiert werden können, kein grosses Potenzial für eine Schweizer Laminat-Produktion. Mit Subventionen von bis zu 50% der
Investitionskosten in den neuen Bundesländern Deutschlands können PV-Laminate
günstiger als in der Schweiz produziert werden. Die Marktverzerrungen, die durch diese
Investitionssubventionen entstehen, erlauben einem Schweizer Hersteller, der seine
Anlagen selbst finanzieren und abschreiben muss, keine rentable Produktion dieser
Elemente.
Mittel- und Langfristig kann eine Vervielfachung der installierten PV-Leistung nur über
die Gebäudehülle erfolgen, da diese Flächen bereits verbaut sind und nicht mehr für
andere Zwecke zur Verfügung stehen. Laut Studien sind in der Schweiz über 100km2
Dachflächen und mehr als 45km2 Fassadenflächen für den Einsatz von Photovolatik
geeignet. Auf diesen Flächen könnten über 15’000MWp Photovoltaikelemente eingebaut werden. Der kleinere Energieertrag gegenüber freistehenden Installationen von
ca. 10-15% fällt bei gebäudeintegrierten PV-Anlagen nicht ins Gewicht, falls primär eine
ästhetisches Baumaterial verkauft wird, das zusätzlich noch Strom produziert. Die
Stromproduktion ist in diesem Fall ein erwünschtes Nebenprodukt.
In der Gebäudeintegration sehe ich für die Schweiz gute Chancen, die Führungsrolle
zurückzugewinnen. Die lange Lebensdauer sowohl von Solarzellen als auch von Baumaterialien sprechen für deren Kombination. Das notwendige breite interdisziplinäre
Wissen ist in der Schweiz vorhanden.
Einige Schweizer Firmen haben bereits Produkte auf dem Markt, deren Hauptfunktion
eine andere als die Energieerzeugung ist:. Eine Auswahl von Dachelementen ist nachstehend aufgelistet:
Solrif der Firma Schweizer, Sunjoule der Firma Eternit, Freestyle von Granit Systems SA
Gebäudeintegrierte PV-Anlagen haben mittelfristig ein höheres Wachstumspotenzial
als aufgeständerte Anlagen
4. Erfolgsfaktoren für eine sonnige Zukunft
Bis in 10 Jahren erwarte ich eine weitgehende Integration der Photovoltaik in die verschiedensten Baumaterialien. Insbesondere werden in der Fertigungstechnik von der
Zellenherstellung bis zum fertigen Baumaterial weitgehende Optimierungen und Produktionskombinationen erfolgt sein, so dass die Endprodukte wirtschaftlicher hergestellt werden können. Parallel zur Funktionsintegration werden die Solarzellen in den
Produktionsablauf der Baumaterialherstellung integriert sein.
Die in Figur 1 skizzierten Erfolgsfaktoren, die nach meiner Auffassung für die
Neuentwicklung von Produkten notwendig sind, sind in der Schweiz vorhanden.
SI
,P
,P
rra
3S
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te
TI
SO
Produktion
•Kosten
•Rationalisierung
•Qualität
Das
optimale
Produkt
Verkauf
•Akzeptanz
•Mechanismen
Umfeld
Engineering, Realisation
•Engineering
•Normen
•Bautechnik
•Politik
•Medien
•Finanzen
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•Material
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Technologie
F
•Leistung
•Garantie
•Lebensdauer
as
an
Messtechnik/Qualität
Figur 1 Erfolgsfaktoren für optimale PV-Produkte
Die einzelnen Punkte sind in der untenstehenden Liste detailliert aufgeführt.
1. Technologie
Die Solarzelle als Energiewandler - Licht in Strom - ist das Kernelement. Im Bereich
der Zelltechnologie verfügt an den entsprechenden Instituten der ETHZ, EPFL und
Uni Neuchâtel über Gruppen, die an der Entwicklung von Dünnschichtelementen
arbeiten, und mit den Firmen VHF-Technologies und Solterra auch über die erforderliche Produktionskompetenz.
2. Messtechnik, Prüfungen
Langfristig werden sich am Markt nur Hersteller behaupten können, bei denen die
verkaufte und installierte Leistung übereinstimmen. Der Kunde muss die Gewissheit haben können, dass seine eingekauften Produkte eine lange Lebensdauer
haben werden. Die Firma Pasan in Belval hat mit Ihren Testgeräten für die Leistungsmessung von PV-Modulen einen weltweiten Ruf aufgebaut. In renommierten
Testinstituten wie am TISO oder dem Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in
Freiburg i. Br. wird mit diesen Schweizer Messgeräten gearbeitet. Mit dem Paul
Scherrer Institut (PSI) und dem TISO verfügt die Schweiz über zwei Prüfinstitute,
die über eine grosse Erfahrung in Messtechnik und Ertragsmessungen von PVProdukten verfügen. Die EMPA besitzt eine hohe Fachkompetenz und Erfahrung in
der Prüfung von Baumaterialien. Somit können Schweizer Entwickler und Produzenten auf ein Netz von international anerkannten Instituten mit langjähriger Erfahrung zurück greifen.
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3. Produktion
Da die Entwicklung innovativer Produkte darauf abzielt, die Funktionalität der Gebäudeelemente und der Stromerzeugung zu kombinieren, werden die Produzenten
die Herstellungsprozesse anpassen müssen. Eine enge Zusammenarbeit zwischen
der Entwicklung und der Produktion ist zwingend notwendig. Dabei ist es unerlässlich, dass rasch neue Lösungsansätze für die Produktion gefunden werden können.
Die Produktion ist ein integraler Bestandteil eines Gesamtsystems. Eine nachhaltige Entwicklung der Branche in der Schweiz ohne Produktionsstätten ist langfristig
nicht denkbar. Um die Markteinführung neuer Produkte beschleunigen zu können,
muss der Erfahrungsaustausch der beteiligten Personen von Entwicklung, Produktion und Test optimal sein. Neue Produktionsmittel müssen parallel mit der Weiterentwicklung der Produkte entstehen. Die Schweiz verfügt über ein breites Wissen in
Automation und Spezialmaschinenbau.
4. Umfeld
Der Übergang von Pionierfirmen zur industriellen Produktion verlangt erhebliche finanzielle Ressourcen. Diese müssen den betroffenen Firmen zur Verfügung gestellt
werden können. Im Gegensatz zu den europäischen Ländern verfügt die Schweiz über kein Förderprogramm für Investitionen. Die politischen Instanzen müssen das
mittel- und langfristige volkswirtschaftliche Potenzial der erneuerbaren Energien als
zukünftigen Industriezweig erkennen und das notwendige positive Umfeld schaffen.
Firmen wie Brown Boveri und Sulzer haben im letzen Jahrhundert durch ihre innovativen Handlungen wesentlich zum Image und Wohlstandswachstum der Schweiz
beigetragen. Die erneuerbaren Energien können dasselbe für dieses Jahrhundert
schaffen. Dieses Potenzial muss erkannt und gefördert werden. Die Medien können
diesbezüglich einen wesentlichen Teil zur Meinungsbildung beitragen.
5. Engineering,Realisation
Es gibt eine Vielzahl kleinerer Ingenieur- und Energiebüros welche über ein herausragendes Fachwissen in der Installation und im Betrieb von Photovoltaikanlagen
verfügen. Der Wert der Gebäudeintegration wurde weitgehend erkannt. Das KnowHow von der Installation über den Betrieb bis zur Wartung ist umfassend. Durch die
beschränkte Grösse dieser Firmen fehlt jedoch die Möglichkeit, neue innovative
Produkte in kurzer Zeit zur Marktreife zu bringen. Dies auch, weil die notwendigen
finanziellen Mittel für Feldtests und Zertifizierung nicht vorhanden sind.
Die Schweiz verfügt über alle notwendigen Ressourcen, um rasch wieder Marktführer für gebäudeintegrierte PV-Produkte zu werden. Das vorhandene Wissen muss
gebündelt und rasch in Produkte umgesetzt werden.
5. Herausforderung - nehmen wir sie an!
Aus dem vorangehenden Abschnitt ist ersichtlich, dass wir in der Schweiz über das
notwendige Wissen verfügen um innovative Produkte in der Photovoltaik für die Zukunft zu entwickeln. Swiss Sustainable Systems AG wurde im Juni 2001 gegründet und
hat bereits im November die Produktion für spezielle PV-Elemente für die Gebäudeintegration aufgenommen. Unsere Mitarbeiter verfügen über eine langjährige Erfahrung
in der Photovoltaik. Mit der eigenen flexiblen Produktion sind wir in der Lage Produkte
für unsere Zukunft zu entwickeln und umzusetzen. Die notwendigen Produktionsmittel
werden im Hause oder mit Partnern entwickelt. Die vollautomatische Produktionslinie
aus Figur 2 wurde von Swiss Sustainable Systems AG entwickelt und hergestellt. Zur
Qualitätskontrolle werden die Prozessdaten von jedem Produktionszyklus protokolliert.
In Zukunft werden wir neue Produkte zur Gebäudeintegration vorstellen. Damit diese
jedoch unseren Qualitätsansprüchen genügen, sind aufwändige Tests notwendig, wie
zum Beispiel Feuertests für Fassadenelemente (Figur 3).
Figur 2: vollautomatische Laminierlinie
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Figur 3: Brandversuch für Fassadenelemente
Damit unsere Vision, die Photovoltaik in der Schweiz wieder ins Rollen zu bringen gelingt, ist es erforderlich, über den eigenen Schatten zu springen und miteinander statt
gegeneinander auf dieses Ziel hin zu arbeiten. So können wir in wenigen Jahren trotz
beschränkter Ressourcen wieder international an die Spitze gelangen. Die Arbeit der
Pionierfirmen, die unserem Land den Weg zur sauberen Stromgewinnung durch Sonnenlicht gezeigt haben, muss in industriellen, professionell organisierten Firmen weitergeführt werden. Nur so können wir neben Mitbewerbern wie Shell oder BP Solar bestehen.
Das Wissen der letzten 20 Jahre aus der Photovoltaik, der letzten 100 Jahre aus dem
schweizerischen Maschinenbau und der Bauindustrie muss zu innovativen Produkten
führen, die ästhetisch ansprechen, dem Architekten neue Gestaltungsmöglichkeiten
erlauben, deren Preis/Leistungsverhältnis stimmt und die zusätzlich noch Strom
produzieren.
Mit den Meilensteinen, die unsere Firma Swiss Sustainable Systems AG seit ihrer
Gründung erreicht hat, sind wir überzeugt, einen Schritt in die richtige Richtung getan
zu haben!
Swiss Sustainable Systems AG
Wir bringen den Ball der Photovoltaik ins Rollen
Trends in der Photovoltaik in Europa
Dr. Heinz Ossenbrink
ESTI Joint Research Center of the European Communities,
I-21020 Ispra
Email: [email protected]
Dieser Beitrag lag bei Redaktionsschluss noch nicht vor. Er wird separat abgegeben.
Questo contributo, non essendo pervenuto prima della stampa, verrà distribuito
separatamente
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Programmi fotovoltaici in Italia
Giovanni Silvestrini, Direzione Inquinamento e rischi industriali
Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio, Via C. Colombo 44
I-00147 Roma
Email: [email protected]
Introduzione
Il programma italiano “tetti solari” si propone la realizzazione di impianti fotovoltaici
collegati alla rete elettrica di distribuzione in bassa tensione e integrati/installati nelle
strutture edili (tetti, facciate, pensiline ecc.), articolata in due fasi nell’arco di 6 anni. La
prima, prevede l’installazione di 10.000 impianti per complessivi 50 MW; in funzione
del buon esito di tale fase (gradimento del programma, abbattimento dei costi, risposta
dell’industria nazionale) potrà essere avviata una seconda fase, che consentirà la realizzazione di ulteriori 40.000 impianti, per una potenza complessiva di oltre 200 MW.
La filosofia del programma italiano prevede un indirizzo unitario centrale, essenziale in
questo settore delicato e innovativo, e il coinvolgimento delle Regioni nella gestione del
sistema.
Dopo aver risolto una notevole serie di ostacoli di carattere normativo e fiscale, il 2002
rappresenta per l’Italia l’anno di decollo del programma. Verranno infatti installati una
larga parte degli impianti il cui finanziamento deriva dai bandi del Ministero
dell’ambiente del 2001 che prevedevano contributi per 41 milioni di €. Nel frattempo,
in considerazione del forte numero di richieste, nel 2002 i programmi sono stati rifinanziati con 66 milioni di €. Complessivamente questi programmi consentiranno di
incrementare tra il 2002 e il 2003 di 20 MW la potenza solare installata in Italia. In
realtà questa cifra non copre tutti i programmi che si stanno sviluppando. Considerando anche le misure previste nell’ambito della carbon tax e dei fondi strutturali, alla fine
del 2003 dovrebbe aggiungersi una ulteriore potenza di almeno 10 MW.
Sottoprogramma per Enti locali
Il programma, finanziato inizialmente con 20 mld, prevedeva la possibilità di accedere
a un contributo pari al 75% a progetti presentati da Comuni capoluogo, Province, Università per impianti con potenza compresa tra 1 e 20 kW. Le richieste pervenute al
Ministero dell’Ambiente sono state 588 per 78 mld, per cui si è proceduto a valutare i
progetti che rientravano nel budget previsto inizialmente, approvando 146 progetti per
MW. Per le altre proposte, verificata la disponibilità delle singole Regioni di cofinanziare al 50% i programmi, sono stati approvati ulteriori 308 progetti per y MW.
Questo sottoprogramma è stato mirato nei confronti degli enti locali in modo da coinvolgere direttamente Comuni e Province che, con l’installazione di impianti solari su
propri edifici, possono garantire una grande visibilità a queste tecnologie. Il Ministero
dell’Ambiente, inoltre ha chiesto che in una cinquantina degli impianti più grandi venga
effettuato un attento monitoraggio per poter valutare le prestazioni dei sistemi.
Considerato che il 65% di questi interventi sono previsti presso edifici scolastici, l’Enea
sta predisponendo, in collaborazione con i Ministeri dell’Ambiente e della Pubblica
Istruzione, un programma, “il sole a scuola”, che nell’anno scolastico 2002-2003 consentirà di effettuare un percorso didattico specifico in alcune decine di istituti distribuiti
in tutte le Regioni italiane.
Programmi amministrati dalle Regioni
Anche se il primo sottoprogramma è stato gestito direttamente dal Ministero, il secondo sottoprogramma, e più in generale la continuazione dell’iniziativa vedrà un ruolo
centrale nelle Regioni.
Un gruppo di lavoro comune tra governo centrale e regioni ha predisposto un bando
tipo, che è stato utilizzato dalla maggior parte dei casi.
La situazione delle gare ad aprile è rappresentata nella figura, che indica lo stato di
avanzamento del programma. Come si può notare, in alcune aree gli impianti si stanno
già realizzando, mentre in altre si stanno ancora esaminando le richieste pervenute.
L’unica eccezione è rappresentata dalla Sicilia che, per problemi legati all’autonomia
regionale è riuscita a sbloccare i fondi con un accordo di programma con il Ministero
dell’Ambiente firmato all’inizio di maggio.
Va evidenziato l’elevato livello delle richieste pervenute, fino a 10 volte più elevato
rispetto ai fondi disponibili.
Nel 2002 è previsto un rifinanziamento per complessivi 46-50 milioni di € (ripartito al
50% tra il Ministero dell’Ambiente e le Regioni), con i bandi che verranno pubblicati tra
giugno e ottobre.
Programma “alta valenza architettonica”
Per incentivare la individuazione di soluzioni fotovoltaiche esteticamente interessanti, il
Ministero dell’Ambiente ha bandito una gara volta alle Pubbliche amministrazioni per la
realizzazione di impianti con taglia superiore ai 30 kW, con un finanziamento di
1,6 milioni di €.
Entro la scadenza del 31 marzo 2002 sono stati presentati 59 progetti per una potenza di 3 MW, di cui 10 riferiti ad edifici antichi, 5 a nuove realizzazioni ed il resto in progetti inseriti nell’edilizia esistente. Entro la fine di maggio verranno selezionati 3-5 progetti.
Modalità di incentivazione
La prima serie di bandi regionali ha previsto un contributo massimo in conto capitale
del 75%. Poiché in molte Regioni la minor richiesta di finanziamento innalza la priorità
di accesso alle risorse, in realtà il contributo concesso può essere inferiore (pari al
55%-65%).
I bandi del 2002 prevedono un contributo massimo del 70%. Va infine ricordato che in
base ad un provvedimento dell’Autorità dell’energia elettrica e del gas del gennaio
2001, è stato attivato il “net metering”, che consente di pagare il valore netto tra
l’elettricità consumata e quella immessa in rete con l’impianto fotovoltaico.
L’Autorità sta inoltre valutando la possibilità di prevedere il pagamento dell’elettricità
prodotta da impianti fotovoltaici anche in assenza di contributo in conto capitale (o con
un sistema di incentivazione misto).
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Impatti sulle imprese del settore
Il programma dei “tetti solari” vuole offrire un’occasione per rilanciare la ricerca nel
settore, per interiorizzare competenze e per attivare capacità produttive nazionali.
E’ positivo in questo senso il coinvolgimento dei vari segmenti imprenditoriali. I corsi di
formazione per installatori organizzati da Enea, Ises, singoli produttori stanno riscontrando una elevatissima partecipazione, con la qualificazione di oltre 250 installatori nel 2001 e con un analogo numero previsto per il 2002, rendendo possibile la realizzazione di una rete nazionale di competenze nel settore.
Sul fronte della produzione ci sono segnali positivi, dal potenziamento delle linee produttive di moduli fotovoltaici da parte di Eurosolare alla valutazione di possibili nuovi
impianti di produzione da parte di altri operatori.
Installatori e produttori si sono infine organizzati nell’ambito del Gifi (Gruppo imprese
fotovoltaiche italiane), un primo passo per valorizzare il nostro tessuto imprenditoriale
e rafforzarlo per renderlo competitivo in un contesto internazionale in rapidissima evoluzione. Si stima che gli addetti del settore passeranno da 250 nel 2000 a 500 nel
2002.
Conclusioni
L’Italia all’inizio degli anni 90 era un paese leader a livello mondiale nel settore fotovoltaico, grazie soprattutto alla realizzazioni di centrali di potenza di grande dimensione.
Negli ultimi anni si era però registrato un drastico rallentamento del tasso di crescita.
Con il lancio nel 2001 del programma dei tetti fotovoltaici, è previsto un deciso sviluppo delle installazioni che nel biennio 2002-2003 dovrebbero superare i 25 MW (contro
una media annua di 0,5-2 MW nel passato recente).
Complessivamente gli incentivi stanziati finora attiveranno investimenti per circa
180 milioni di €, con la realizzazione entro il 2003 di almeno 5000 impianti di piccola
e media taglia. Numeri che dovrebbero porre l’Italia al secondo posto, dopo la Germania, nello sviluppo del fotovoltaico in Europa.
Installazioni fotovoltaiche in Italia
50
45
40
35
30
MWp
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25
20
15
10
5
0
1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Neue Finanzierungsinstrumente für die
Photovoltaik
Beat Imwinkelried
Remaco Merger, Centralbahnstrasse 7
CH-4002 Basel
Email: [email protected]
1.
Einführung
1.1.
Die Sonne – mit Sicherheit eine gute Investition
Sonne ist Energie. Sonne kennt keine Grenzen. Sonne ist Reichtum. Für jeden Kontinent, für jedes Land, für jeden Mensch. Im Gegensatz zu Rohstoffen wie Öl, Gas, Kohle
und Uran kann Sonne nicht abgebaut, verbraucht und verschwendet werden. Sie steht
uns im Übermaß zur Verfügung – unendlich, weltweit.
Solarenergie ist deshalb eine Chance für eine sichere, zuverlässige Energieversorgung.
Sie ist Grundlage für eine friedliche Entwicklung der Weltwirtschaft. Es ist an der Zeit,
die weltweiten Abhängigkeiten der fossilen Energieerzeugung durch neue, moderne
Energie-Partnerschaften abzulösen.
"Gerade in sonnenreichen ländlichen Regionen ohne engmaschiges Stromnetz sind
Erneuerbare (z.B. dezentrale Photovoltaik-Anlagen) in vielen Fällen heute schon wettbewerbsfähig. Mittels innovativer Finanzierungsmodelle könnten hier Zukunftsmärkte
für regenerative erschlossen und überdies ein Mindestmaß an Zivilisation (sauberes
Trinkwasser, Information und Kommunikation usw.) ermöglicht werden. Das Beispiel
'energiebedingte Armut' macht deutlich, dass Energiepolitik im globalen Maßstab weit
über die klassischen Ziele der Energiepolitik hinausreicht." (Deutsche Bank Research,
24. 1. 2001)
1. 2.
Sicherheit und Rendite
Das Bedürfnis nach Sicherheit wächst. Die Skepsis gegenüber großen, unüberschaubaren Einheiten findet in Ereignissen wie am 11. September 2001 in New York berechtigt Nahrung. In Zeiten der Globalisierung, enormer wirtschaftlicher Abhängigkeiten und
Mobilität tritt das Grundbedürfnis Sicherheit immer stärker in den Vordergrund.
1.2.1 Sicherheit
Innerhalb von 24 Stunden ist jeder Punkt der Erde erreichbar und damit einen
„Tagesmarsch“ entfernt. Je enger die Welt zusammenrückt, desto mehr muss für die
Sicherung des Friedens unternommen werden. Ein wesentlicher Baustein für eine sichere Zukunft ist die Verteilung und Verfügbarkeit von Energie. Die Art und Weise der
Energieproduktion entscheidet über unsere Lebensqualität.
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1.2.2. Rendite
Die One World – One Energy AG investiert weltweit in regenerative Energieanlagen mit
dem Ziel, eine sichere Energieversorgung auf der Basis der Solarenergie zu etablieren.
Der Ausbau der Solarenergie wird mit dem Kapital der One World – One Energy AG Aktionäre vorangetrieben. Die erste One World – One Energy AG Aktie ist ein günstiges
und attraktives Beteiligungsangebot für eine breite Öffentlichkeit. Sie bietet interessierten Geldanlegern die Möglichkeit, sich gewinnbringend am weltweiten Ausbau der Solarenergie zu beteiligen – die One World – One Energy AG Aktie verbindet Sicherheit
und Rendite.
Anlageziel ist die langfristige Wertsteigerung der Gesellschaft durch Investitionen des
Vermögens weltweit in ein diversifiziertes Portfolio von Projekten.
2.
Gesellschaft und Unternehmenszweck
2.1.
Die Gesellschaft One World – One Energy AG
Die Gesellschaft wurde am 22. April 2002 als Aktiengesellschaft nach deutschem
Recht mit Sitz in Freiburg i. Br. gegründet. Die Gesellschaft bezweckt den Erwerb, die
dauernde Verwaltung und die Veräusserung von Beteiligungen an Projekten im Bereich der erneuerbaren Energien, insbesondere Projekte in der Solarenergie. One World
– One Energy AG ist nicht börsenkotiert. Derzeit gibt es keine konkreten Planungen für
einen Börsengang, wird aber nach ein paar Jahren auch nicht ausgeschlossen.
2.2.
Unternehmensidee: Rendite - gesichert durch das Tandem-Prinzip
Die Idee ist so einfach wie genial: Das Tandem-Prinzip verbindet zwei regenerative
Kraftwerke in zwei Ländern miteinander. Das Ziel: Jedes Kraftwerk muss mit Sicherheit
eine Rendite erwirtschaften, im Tandem-Mix mindestens 8%.
Das Tandem-Prinzip in der Praxis:
Die One World – One Energy AG sammelt Kapital über die Ausgabe von Aktien. Dieses
Kapital wird von einem Investment Manager gemäss den Vorschriften des Anlagereglements investiert. Finanziert werden mit dem Kapital nur Projekte, die folgende Auflagen erfüllen:
(a) Mindestrendite:
Die One World – One Energy AG investiert ausschließlich in Tandem-Kraftwerke.
Diese müssen zusammen eine Mindestrendite von 8% erwirtschaften.
(b) Ausgereifte Technik:
Es wird ausschließlich in ausgereifte, bewährte Techniken investiert. Die One
World – One Energy AG ist hierbei von keinem Produkt oder Hersteller abhängig.
(c) Sichere Standorte:
Die Standorte müssen strenge Kriterien nach Stabilität und Sicherheit erfüllen.
Hierzu gehören in erster Linie die EU, EFTA und OECD-Länder.
(d) Förderung der Solarstromproduktion:
Mindestens 50% des Gesamtkapitals der One World – One Energy AG muss in
den Bau von Solarkraftwerken investiert werden. Die Tandem-Verbindung mit
anderen regenerativen Energieträgern dient in erster Linie dem weltweiten Ausbau von Solarenergie.
(f) Diversifikation
Kein Investment darf zum Zeitpunkt der Akquisition mehr als 20% des Nettoanlagevermögens ausmachen.
(g) Vergabe-Sicherheit
Die Mindestkalkulation mit 8% Rendite für jedes Tandem-Kraftwerk ist Voraussetzung. Die Prüfung der Projekte und die Entscheidung über die Kapitalzuteilung obliegt einem externen Investment Manager (Remaco Merger AG, Basel)
und einem internen Investment Komitee.
(h) Klare Aufgaben
Die One World – One Energy AG ist ausschließlich für das Investment zuständig.
Für die Planung, den Bau und Betrieb sind die jeweiligen Projektbetreiber vor
Ort verantwortlich.
2.3
Anlagenstrategie
Anlageziel ist die langfristige Wertsteigerung der Gesellschaft durch Investitionen des
Vermögens in ein diversifiziertes Portfolio von Projekten der erneuerbaren Energien.
Die Investitionen werden aktiv überwacht, in seltenen Fällen und wo wünschenswert
auch durch Uebernahme von Managementfunktionen oder als Finanzierungsberater.
Investitionen können als Co- oder als Lead-investor getätigt werden.
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3.
Welches sind die kritischen Punkte die dieses neuen
Finanzierungsinstrumentes ?
Manche werden fragen ...
1. Warum wird nicht nur in hochrentable Energieanlagen investiert?
Weil One World – One Energy AG mit dem Kapital der Aktionäre dazu beitragen möchte,
die Solarenergie massiv auszubauen. Zusätzlich sichert der Vergabegrundsatz „8%Mindestrendite“ eine interessante Anlage für alle, die heute in eine sichere Zukunft
investieren möchten.
2. Nach welchen Kriterien werden die Finanzmittel vergeben?
Die Vergabekriterien sind streng und richten sich nach den Grundsätzen des Anlagereglement.
3. Ist die One World – One Energy AG an Hersteller oder Produkte gebunden?
Die One World – One Energy AG prüft nach den Grundsätzen des Anlagereglement. Die
One World – One Energy AG ist weder Bauherr noch Betreiber der Anlagen und somit
völlig ungebunden an Hersteller und Produkte.
4. Plant die One World – One Energy AG den Gang an die Börse?
Derzeit gibt es keine konkreten Planungen für einen Börsengang.
5. Gibt es bereits erste Projekte für Tandem-Kraftwerke?
Ja. Es liegen eine Vielzahl Projekte aus mehreren Ländern vor. Nach erfolgreicher Kapitalerhöhung muss jedes einzelne Projekt noch durch den Investment Manager evaluiert und durch das Investment-Komitee geprüft werden.
6. Handelt es sich bei der One World – One Energy Aktie um eine Risiko-Kapitalanlage?
Nein. Es wird in kein regeneratives Kraftwerk investiert, welches nicht den Anlagekriterien sicher Standort und Mindestrendite entspricht.
Dieses innovative und neuartige Finanzierungsinstrument kann wie folgt zusammengefasst werden:
Die One World – One Energy AG ist eine Investment-Gesellschaft.
·
Ein unabhängiger Investment Manager, Remaco Merger AG, identifiziert und evaluiert die Projekte
·
Ein unabhängiges Investment-Komitee entscheidet nach strengen Kriterien.
·
Jeder Investmententscheidung geht ein ausführliches Gutachten voraus
·
Die Tandem-Kraftwerke müssen eine Mindestrendite von 8% erwirtschaften.
4.
·
Investiert wird ausschließlich in die erneuerbaren Energien Sonne, Wind, Wasser, Biomasse, Geothermie sowie Biomasse und Brennstoffzellen.
·
Mindestens 50% des Gesamtkapitals wird in den weltweiten Ausbau der Solarenergie investiert.
·
Es wird ausschließlich in weltpolitisch sicheren Regionen investiert
Wer steckt hinter One World – One Energy AG ?
Die Initiatoren der One World – One Energy AG sind fasziniert von den Möglichkeiten
der Solarenergie, das Miteinander zwischen den Ländern auf Grundlage marktwirtschaftlicher Zusammenarbeit neu zu definieren.
Initiiert wurde diese Idee von Powerlight Corporation, Berkley (USA), der S.A.G. Solarstrom AG, Freiburg (Deutschland), sowie Remaco Merger AG, Basel (Schweiz). Diese
Parteien stellen auch die meisten Vertreter in den Gremien:
Aufsichtsräte:
•Dr. Peter W. Heller (Vorsitz), Aufsichtsratsvorsitzender S.A.G. Solarstrom AG
•Pascal Böni (stv. Vorsitz), Managing Partner von Remaco Merger AG, Basel
•Tom Dinwoodie, CEO Powerlight Corporation
Gründungsvorstand:
Dr. Harald Schützeichel
Investment Committee:
•Beat Imwinkelried, Remaco Merger AG, Basel
•Greg Rosen, Powerlight Corporation
•Markus Ziener, Unternehmensberater
Als Investment Manager wurde die Firma Remaco Merger AG beauftragt. Diese ist seit
1969 als Corporate Finance Spezialist für kleinere und mittlere Unternehmen tätig.
Remaco Merger AG, mit Hauptsitz in Basel, ist mit einer eigenen Partnerorganisation in
der Schweiz, Deutschland und Oesterreich präsent und arbeitet international mit ausgewählten Banken und Beraterorganisationen zusammen und ist Mitglied der SECA
(Swiss Private Equity % Corporate Finance Association).
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5.
Zusammenfassung
Die zunehmende Zahl neuer Beteiligungsgesellschaften und börsenkotierter Anlageinstrumente im Bereich der erneuerbaren Energien führte zu einer starken Konzentration
auf die noch geringe Zahl börsennotierter Unternehmen, wodurch die Kurse – ohne
Veränderung der fundamentalen Gewinnaussichten – entsprechend in die Höhe getrieben wurden. Dieser Trend birgt Risiken in sich. Die sehr hohen Bewertungen der
börsennotierten „Erneuerbaren“ erlitten im Verlauf des gesamten Jahres 2001 empfindliche Korrekturen, obwohl bei den neu installierten Kapazitäten für Wind und Sonnenenergie jeweils neue Rekorde erzielt wurden.
One World – One Energy AG differenziert sich klar von den übrigen Beteiligungsgesellschaften im Bereich der erneuerbaren Energien. Erstens investiert One World –
One Energy AG in Projekte und nicht in erster Linie in Unternehmen. Und hier besteht
gemäss unserer Einschätzung einen riesigen Bedarf.
Zweitens basiert die Anlagestrategie auf einer einfachen, aber einzigartigen Idee: Das
Tandem-Prinzip verbindet zwei regenerative Kraftwerke in zwei Ländern miteinander.
Das Ziel: Jedes Kraftwerk muss mit Sicherheit eine Rendite erwirtschaften, im TandemMix mindestens 8%.
Drittens ist die One World – One Energy AG Aktie ein günstiges und attraktives Beteiligungsangebot für eine breite Öffentlichkeit. Sie bietet interessierten Geldanlegern die
Möglichkeit, sich gewinnbringend am weltweiten Ausbau der Solarenergie zu beteiligen
– die One World – One Energy AG Aktie verbindet Sicherheit und Rendite.
Schliesslich ist One World – One Energy AG eine trinationale und transkontinentale
Initiative mit entsprechend internationaler Ausrichtung und personeller Besetzung der
Gesellschaft. Eben völkerverbindend.
Photovoltaik in Entwicklungsländern
eine Übersicht mit ausgewählten Beispielen
Alex Arter, IEA PVPS Task 9
Entec AG, Bahnhofstr. 5
ch-9000 St.Gallen
Email: [email protected]
Vorbemerkung
Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln zu können, fasziniert auch heute noch,
über 120 Jahren nach der Entdeckung dieses Prinzips.
Die Annahme, dass sich PV in Entwicklungsländern bisher nur sehr bescheiden verbreitet hat, weil PV als Option als solche nicht bekannt ist, trifft nicht zu. Im Gegenteil; die
ländliche Bevölkerung in Entwicklungsländern, ohne Aussicht auf einen Netzanschluss
in den nächsten zehn Jahren, betrachtet PV als die hoffnungsvollste und realistischste
Alternative, ihren sehnlichsten Wunsch nach gutem Licht am Abend zu erfüllen. Es
kann nicht deutlich genug betont werden, dass nur bei Erdenbürgern aus voll elektrifizierten Gegenden ein Abendessen bei Kerzenlicht romantische Gefühlte erzeugen
kann. Es muss auch zur Kenntnis genommen werden, dass Bürger einer hochzivilisierten Gesellschaft kaum in der Lage sind, den Wusch nach elektrischem Licht jener Leute, die keinen Zugang dazu haben, in seiner vollen emotionalen Tragweite einschätzen
zu können.
Fest steht, dass Menschen in nicht elektrifizierten, wenig entwickelten Wirtschafträumen dieser Erde Erwartungen an die Photovoltaik knüpfen, welche unter den gegebenen Rahmenbedingungen nicht erfüllt werden können.
Wir müssen einsehen, dass es nicht möglich ist, 400 Mio. Haushalte mit einem Minimum an elektrischer Energie zu versorgen, ohne dass diese Nutzniesser die damit verbundenen Kosten massgeblich und nachhaltig selbst tragen können.
Problembewusstsein
Die entwicklungspolitische Relevanz von PV-Applikationen in Entwicklungsländern wird
heute nicht mehr angefochten, es gibt zu viele überzeugende Anwendungen. PV ist im
Prozess der nachhaltigen Entwicklung nicht mehr wegzudenken.Gleichzeitig wird festgestellt, dass sich PV-Lösungen auch dort nicht ohne externen Input verbreiten, wo sie
nachweislich die "least-cost" Lösung darstellen.
Die Internationale Energie Agentur (IEA) im Rahmen ihres Photovoltaic Power Systems
Programme (PVPS) hat vor knapp drei Jahren eine internationale Arbeitsgruppe ins Leben gerufen (Task IX - Deployment of Photovoltaic Technologies: Co-operation with De-
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veloping Countries) welche das Mandat bekam, erfolgreiche Verbreitungsstrategien für
PV in Entwicklungsländern zu identifizieren und bekannt zu machen. Damit stellte sich
die IEA erstmals in ihrer Geschichte der Herausforderung, den Blickwinkel über OECD
Staaten hinaus auf Entwicklungsländer zu richten und die Frage nach erfolgversprechenden Verbreitungsmodellen zu beantworten.
Die Schweiz trägt diesen Prozess entscheidend mit. Das Staatssekretariat für Wirtschaft (SECO), das Bundesamt für Energie (BfE), das Bundesamt für Umwelt, Wald und
Landschaft (BUWAL) und die Direktion für Entwicklung und Zusammenarbeit (DEZA)
koordinieren gemeinsam ihren Beitrag an diese Arbeitsgruppe der IEA. Die Schweiz
führt die Untergruppe, welche Empfehlungen an die multilateralen Organisationen wie
Weltbank, Asiatische Entwicklungsbank, Afrikanische Entwicklungsbank, EU, UNDEP,
GEF sowie bilaterale Organisationen bei der Umsetzung von PV-Programmen in Entwicklungsländern erarbeitet und in einem aktiven Dialog mit diesen Instanzen vertritt.
Im Rahmen dieser Tätigkeit wurden weltweit abgeschlossene, laufende und geplante
PV Aktivitäten etwas genauer unter die Lupe genommen.
Übersicht mit ausgewählten Beispielen
Der Begriff "Übersicht" suggeriert die Darstellung der gesamten Wirklichkeit der PV
Landschaft in Entwicklungsländern; dies entspricht auch tatsächlich dem "Soll" Zustand der PVPS Task IX Gruppe in etwa 2 bis 3 Jahren. Was wir Ihnen heute sozusagen
als "Ist" Zustand unserer Analysen darstellen können, ist die "Artenvielfalt" von Ansätzen. Die Beispiele wurden bewusst auf ganz wenige charakteristische Elemente reduziert. Die ausgewählten Beispiele haben eines gemeinsam:Es handelt sich um engagierte, ernstgemeinte Lösungsansätze mit dem Ziel, der erfolgreichen Verbreitung von
PV in Entwicklungsländern einen Schritt näher zu kommen. Die Beispiele beschränken
sich auf wenige Länder und werden bewusst ohne weitere Wertung in alphabetischer
Reihenfolge dargestellt.
Auf die Darstellung von korrupten, fast kriminellen Verbreitungsansätzen von PV in
Entwicklungsländern, die es leider auch gibt, wird hier explizit verzichtet, weil es sich in
diesen Fällen um eine kleine Minorität handelt, die keine Publizität verdient.
Afghanistan
Land:
Afghanistan
Fläche:
652'225 km2
Einwohner:
23,4 Mio
Einwohner pro km2:
34.5
Energieverbrauch pro Kopf: keine Angaben
Einkommen pro Kopf:
keine Angaben
Elektrifizierungsgrad:
keine Angaben
Lebenserwartung:
Männer 43, Frauen 44
Analphabetenrate:
69 %
Selbst während des Talibanregimes wurden Solarlaternen erfolgreich verbreitet. Eine
aktive, äusserst engagierte Gruppe von hoch kompetenten Exil-Afghanen in Deutschland entwickelt eine Solarlaterne, die als Gehäuse eine lokal erhältliche Gaslaterne
verwendet und deshalb schon rein äusserlich Akzeptanz geniesst. Die erforderlichen
Komponenten wurden über Pakistan nach Afghanistan eingeschleust, dort in lokale
Gaslaternen eingebaut und zu hunderten unter die Leute gebracht. Bestechend an diesem Verbreitungsmodell ist die effiziente Nutzung eines informellen Beziehungsnetzes
mit dem klaren Ziel "den Brüdern zu Hause" unter die Arme zu greifen. Es zeigt, dass
die geschickte Verbindung von überlegenem technischen know-how, ausgezeichnete
Lokalkenntnisse, finanzielle Ressourcen und positives politisches Engagement ein Erfolgsmodell darstellt, von dem grosse, bürokratisch geführten Organisationen viel lernen können und früher oder später lernen müssen.
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China
Land:
China
Fläche:
9.572.421 km2
Einwohner:
1292 Mio
Einwohner pro km2:
135
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: 846 kWh pro Jahr
Einkommen pro Kopf:
etwas weniger als CHF 1300.- pro Jahr
Elektrifizierungsgrad:
94 %
Lebenserwartung:
Männer 69, Frauen 74
Analphabetenrate:
Männer 8.3%, Frauen 23.7
Das grösste Entwicklungsland der Welt beherbergt 77 Millionen Leute, welche, wohnhaft in 30`000 kleineren Städten und Dörfern, darauf warten elektrifiziert zu werden.
Diese „Minderheit“ der nicht-elektrifizierten Bevölkerung beträgt tatsächlich nur knapp
6 % der Bevölkerung. China beabsichtigt in den nächsten zehn Jahren 100 MW PV zu
installieren und hofft, die dazu erforderlichen Lieferungen mehrheitlich aus eigenen
Werken bewerkstelligen zu können. Um diesen Wunsch richtig einschätzen zu können,
ist es nützlich einen Blick auf die heutige chinesische Inlandproduktion der PV Industrie
zu werfen.
Zwei Werke, die amorphe Siliziumzellen mit einer Gesamtkapazität von 2 MW pro Jahr
herstellen, erreichten einen Output von zwischen 300 und maximal 600 kW in den letzten Jahren. (das zur Einhaltung der 5 Jahrespläne jeweils fehlende MW pro Jahr wurde
importiert). Vier Werke, welche monokristaline Zellen herstellen, haben eine gemeinsame Leistungsfähigkeit von insgesamt 3 MW pro Jahr und erbringen mit grosser Mühe
einen Output von ca. einem Drittel. Zudem arbeiten diese überalterten Werke relativ
teuer, im Moment betragen die Gestehungskosten ab Werk CHF 5/Wp (nur Zelle). Im
Zeitraum 1976 bis heute wurden in China insgesamt 13.2 MW PV installiert, im gleichen Zeitraum hat China die 20-fache Kapazität an Windenergie installiert mit spezifischen Kosten weit unter der Hälfte von PV. Die Weltbank unterstützt ein gross angelegtes Programm in den nächsten 5 Jahren weitere 10 MW und 200`000 Solar Home
Systems zu installieren und steht dabei vor derm grossen Frage, ob die ineffiziente,
veraltete chinesische PV Industrie „durchgefüttert“ werden, oder ob auf dem globalisierten Markt möglichst günstig eingekauft werden soll. Eine hochkarätige japanische
Expertengruppe berät die Chinesen bei dieser Gratwanderung zwischen Strukturanpassung und dem Respekt vor zurückliegender Pionierleistungen der Chinesen. Weil
ein Mitglied der erwähnten japanischen Expertengruppe auch IEA PVPS Task 9 Mitglied
ist, hat die Schweiz Zugang zu Informationen zur PV Marktentwicklung in China, die
ohne Zugehörigkeit zu dieser Gruppe undenkbar wäre. Der Wert dieser Informationen
relativiert sich durch die beschränkte Möglichkeit unserer heimischen PV Unternehmen
ihre komparativen Vorteile kapitalisieren zu können. Die Schweiz wird sich entscheiden
müssen, ob sie bei der Erschliessung des PV Marktes in China eine Rolle spielen möchte oder nicht. Aus Sicht der Vertretung der Schweiz bei IEA PVPS Task 9 sind wir lediglich in der Lage zu bestätigen, dass die Schweiz qualifiziert ist, eine prominente Rolle
zu spielen, wenn sie will.
Indien
Land:
Indien
Fläche:
3.287.263 km2
Einwohner:
1025 Mio
Einwohner pro km2:
311,8
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: 397 kWh pro Jahr
Einkommen pro Kopf:
CHF 645.-
Elektrifizierungsgrad:
85 % (71 % in ländlichen Gebieten)
Lebenserwartung:
Männer 64, Frauen 65
Analphabetenrate:
Männer 31.6 %, Frauen 54.6 %
Die indischen Bundesstaaten haben im Sommer 2001 den Entwurf einer gemeinsamen Erklärung zur Politik der Erneuerbaren Energien –vorgestellt. Folgende Ziele sollen
bis zum Jahr 2012 erreicht sein:
·
Erreichen eines 10 % Anteils (ca. 12 GW installierte Leistung) an der nationalen
Stromversorgung durch erneuerbare Energiequellen;
·
Installation solarer Wasserboiler in 1 Mio. Haushaltungen;
·
Elektrifizierung von wenigstens 4`500 ländlichen Siedlungen (25 % der 18`000
nicht elektrifizierten Dörfer);
·
Installation von 5 Mio. solarbetriebenen Laternen und 2 Mio. Solar – Home –
Systemen für Beleuchtung;
·
Versorgung von 30 Mio. Haushalten mit optimierten Holzöfen;
·
Installation von Kleinbiogasanlagen bei 3 Mio. Familien
Zur Umsetzung dieser Pläne leistet sich Indien ein eigenes Ministerium, das Ministerium für nichtkonventionelle Energiequellen (MNES). Dieses Ministerium hat eine
eigene „Finanzbehörde“ die IREDA, welche die Aufgabe hat, zinsgünstige Kredite für
nicht-konventionelle Energiequellen zu Verfügung zu stellen. Die Schweiz unterstützt IREDA indirekt über eine Beteiligung an einem Weltbankkredit à fond perdu.
Seit 1994 sind im Rahmen des MNES PV Programmes bisher 475`000 Anlagen mit
15 MWp installiert worden. Ende 2000 waren in 7 Bundesstaaten 15 netzgekoppelte Photovoltaik – Anlagen mit einer Gesamtleistung von etwas mehr als 1 MWp in
Betrieb. 10 weitere Anlagen mit zusammen 625 kWp waren zu diesem Zeitpunkt im
Bau.
Die Einspeisevergütung beträgt im Moment 0.08 CHF/kWh. Zur Entwicklung der
Solarenergie hat die Regierung in Rajasthan ausserdem eine Solarenergie – Unternehmenszone in den Bezirken von Jaisalmer, Barmer und Teilen von Jodpur eingerichtet. Indien leistet bei der Formulierung seiner Fünfjahrespläne immer ganze Arbeit, denkt an fast alles und vergisst gar nichts, mit dem Resultat, dass nur noch
etwa die Hälfte der realisierten Projekte die staatlich organisierten Förderinstrumente beanspruchen. Die Abschaffung des Ministeriums (MNES) ist in der grössten
Demokratie der Welt ein Thema geworden; im Zentrum steht heute die Frage der
erforderlichen Rahmenbedingungen den Unternehmern der PV Branche eine Überlebenschance bieten zu können; eine Fragestellung, welche auch die Schweiz interessieren sollte.
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Indonesien
Land:
Indonesien
Fläche:
1.922.570 km2
Einwohner:
214.84 Mio
Einwohner pro km2:
111.7
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: 330 kWh pro Jahr
Einkommen pro Kopf:
weniger als CHF 1'000
Elektrifizierungsgrad:
Lebenserwartung:
Männer 65, Frauen 69
Analphabetenrate:
Männer 8.1%, Frauen 17.9 %
Der Währungszerfall im Zuge der Finanzkrise in Indonesien veranlasste die Weltbank
zur berechtigten Annahme, dass die indonesische PV Branche spätestens im Jahr 2000
vor den ökonomischen Realitäten kapitulieren werde. Die internationale
Gebergemeinschaft hat sich aus Indonesien verabschiedet und die lokalen
Unternehmer ihrem Schicksal überlassen. Etwa die Hälfte der indonesischen PV
Industrie ist tatsächlich verschwunden, aber die andere Hälfte ist gewachsen, obwohl
der Binnenmarkt vorübergehend völlig einbrach. Die Indonesier, die heute noch im
Geschäft sind, haben eine geniale Doppelstrategie umgesetzt: sie haben auf die stark
subventionierten Märkte in Afrika gesetzt und Nischen für PV Anwendungen identifiziert,
die von der Finanzkrise weniger direkt betroffen waren. Während der letzten Jahre
wurden pro Woche mindestens 2 Schiffskontainer voll PV Equipment von Indonesien
nach Afrika geschifft, organisiert von Holländern, die lediglich etwas veraltete
Handelsrouten der Kolonialzeit reaktivieren mussten. Auch bei den Anwendungen von
PV – Systemen liessen sich die krisengeschüttelten Indonesier etwas einfallen:
- LESTARI, eine Solarlaterne mit einer Speicherkapazität von 10 Betriebsstunden
und einer Garantie bei tropischen Regenfällen nicht zu versagen.
-
LACUBA, eine Unterwasserlampe für Fischer zur Erhöhung der Fangquote die
tagsüber mit PV wieder aufgeladen wird.
-
MALARIA, ein PV gespiesenes Gerät zur Erzeugung einer Ultra Hochfrequenz zur
Abschreckung von Mücken.
-
FOOD FEEDER, eine PV betriebene automatische Fütterungsvorrichtung für Tiere.
-
Solar – KIT, ein PV Baukasten für den Schulunterricht.
-
House – light, ein „unterhaltfreies* 50 Wp Modul für zu Hause, auf dem Schiff,
für überall!
Zudem haben die Indonesier, inspiriert von Deutschland, ein medienwirksames 1 Mio.
Solar – Home – System lanciert und die ersten 35`000 Systeme tatsächlich kostendeckend unter die Leute gebracht.
Der Fall Indonesien belegt, dass westliche Ökonomen in ihrer Sichtweise bezüglich
Marktpotential und Kaufkraft der Marktteilnehmer über wenig Lokalkenntnisse verfügen.
Marokko
Land:
Marokko
Fläche:
458.73 km2
Einwohner:
30.43 Mio
Einwohner pro km2:
66.3
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: 465 kWh pro Jahr
Einkommen pro Kopf:
CHF 2'000
Elektrifizierungsgrad:
40 % im ländlichen Raum, in den Städten 100 %
Lebenserwartung:
Männer 67, Frauen 71
Analphabetenrate:
Männer 38.1%, Frauen 54.6 %
Bis 1995 wurde ländliche Elektrifizierung in Marokko ausschliesslich mittels Netzerweiterung vorangetrieben. Es ist das Verdienst der Deutschen Gesellschaft für Technische
Zusammenarbeit (GTZ), dass das staatliche Versorgungsunternehmen ONE (ein Monopolist) die Versorgung abgelegener Dörfer mit SHS zuliess und später sogar begann
diesen Ansatz massiv zu fördern. Der statistisch ausgewiesene Elektrifizierungsgrad
von 40% in ländlichen Gegenden Marokkos zeichnet ein ungenaues Bild. Präziser sind
folgende Angaben der ONE selbst: "Die Ziele für den Netzanschluss werden in einigen
Provinzen voraussichtlich nicht (nie) erreicht werden können:
·
8 Provinzen werden eine Elektrifizierungsrate von 50% nicht erreichen,
·
9 weitere Provinzen werden 56% nicht überschreiten,
·
37 Provinzen werden 60% überschreiten, einige davon sogar 100% erreichen. "
Das politische System Marokkos reagierte angemessen auf diese Analyse und entwickelte in enger Zusammenarbeit mit der ONE und internationalen Gebern die Strategie,
den netzunabhängigen, isolierten Gebieten, SHS zu stark subventionierten Konditionen
anzubieten. Die Bürgermeister nicht elektrifizierter Dörfer, wurden von der ONE eingeladen, jene Familien des Dorfes zu benennen, welche sich zu den tatsächlich grosszügigen Konditionen entschliessen möchten, ein SHS zu bekommen, um die Wartezeit
auf den in weiter Ferne liegenden Netzanschluss zu erleichtern. Diese grossangelegte,
minutiös geplante, international finanzierte Initiative wurde weitgehend ausgebremst
durch den politischen Instinkt der betroffenen Bürgermeister, die spürten, dass Dörfer,
die grössere Zahlen von subventionierten SHS annehmen, auf der Warteliste auf Netzanschluss hoffnungslos zurückfallen. Marokko ist heute dabei, neue Strategien zu entwickeln, um den subventionierten SHS das Image eines Trojanischen Pferdes wieder zu
entreissen.
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Mexiko
Land:
Mexiko
Fläche:
1.953.162 km2
Einwohner:
100,37 Mio
Einwohner pro km2:
51.4
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: 1621 kWh pro Jahr
Einkommen pro Kopf:
CHF 5'890
Elektrifizierungsgrad:
95 %
Lebenserwartung:
Männer 70, Frauen 76
Analphabetenrate:
Männer 6.7 %, Frauen 10.6 %
Das Recht auf Stromversorgung ist in der mexikanischen Verfassung verankert und zu
95% erfüllt. Die verbleibenden 5% werden wohl nie einen Netzanschluss sehen. Für
den grössten Teil von ihnen bleibt PV die letzte Hoffnung. Eine berechtigte Hoffnung in
einem Land, welches bewiesen hat 10'000 Solar Home Systems (SHS) in 3 Monaten
erfolgreich unter die Leute zu bringen. Letztes Jahr hat das staatliche Versorgungsunternehmen in über 2'500 Gemeinden über 60'000 SHS installiert, der Privatsektor hat
im selben Zeitraum weitere 30'000 SHS installiert, weitere 13'000 Systeme wurden für
Telefonzellen, öffentliche Gebäuden und Gesundheitsstationen und Schulen aufgestellt. Mexiko installiert etwa 1 MW PV pro Jahr, davon 40% für ländliche Elektrifizierung. Das staatliche Elektrizitätsunternehmen, verantwortlich für die Energieversorgung
seiner Bürger, ist weltweit Nr. 7 bezüglich verteilter Energiemenge. Dieses Unternehmen schreibt heute Geschichte mit seinen Strategien zur Verbreitung von PV-Systemen
im ländlichen Raum. Ein Blick hinter die Kulissen zeigt folgendes Bild: Eine kleine
Gruppe von höchst kompetenten Berufsleuten mit viel politischem Geschick haben die
Chefetage des Versorgungsunternehmens 20 (!) Jahre lang "bekniet", die Anliegen der
letzten 5% der nichtversorgten Bevölkerung ernst zu nehmen und haben glaubhaft
dargestellt, das Problem lösen zu können. Diese Leute haben auch nachgewiesen,
dass ein 50Wp SHS über 20 Jahre hinweg erfolgreich betrieben werden kann und sich
dadurch exakt 9 Tonnen CO2 reduzieren lässt.
Mongolei
Land:
Mongolei
Fläche:
1.564.116 km2
Einwohner:
2.56 Mio
Einwohner pro km2:
1.6
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: n.a.
Einkommen pro Kopf:
CHF 620
Elektrifizierungsgrad:
67 %, in ländlichen Gebieten 7 %
Lebenserwartung:
Männer 62, Frauen 66
Analphabetenrate:
keine Angaben
Bei weniger als 2 Einwohner pro km2 braucht es wenig Vorstellungskraft zu sehen,
dass Netzerweiterung zur Versorgung des ländlichen Raumes kaum die optimale Strategie darstellt. Kommt dazu, dass etwa 180'000 Mongolische Familien nomadisieren
und bis zu 10 mal pro Jahr ihre Jurten um 200 - 300 km verlegen. Im Rahmen verschiedenster Entwicklungsprogramme wurden bis heute etwa 5'000 nomadisierende
Familien mit portablen SHS ausgerüstet, mit durchschlagendem Erfolg, bis auf ein paar
technische Details, wie die Funktionstüchtigkeit der Batterien bei minus 50 Grad Celsius; doch auch daran wird gearbeitet. Die mongolische Regierung, gestützt auf einen
Masterplan,
erarbeitet
durch
die
Japaner, hat kürzlich ein 100'000 "Solar Ger Programme" genehmigt, also die Ausrüstung von 100'000 Nomadenzelten mit 40 - 100 Wp SHS an die Hand genommen und
die internationale Gebergemeinschaft erfolgreich eingeladen, sich daran zu beteiligen:
Es beteiligen sich an diesem Programm eine Reihe von internationalen NGO's sowie
Japan, Deutschland, USA und England.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
Nepal
Land:
Nepal
Fläche:
147181km2
Einwohner:
23.2Mio
Einwohner pro km2:
158
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: 39 kWh pro Jahr
Einkommen pro Kopf:
CHF 340
Elektrifizierungsgrad:
15 %
Lebenserwartung:
Männer 60, Frauen 60
Analphabetenrate:
Männer 40%, Frauen 76.1%
Nepal war einst ein vitales Bindeglied der Handelsroute Indien - Tibet, heute ist es ein
verarmter Puffer zwischen den Grossmächten Indien und China, ein kleiner Staat ohne
wirtschaftliche Zukunft, ein Land auf dem Weg zum Bürgerkrieg wegen einer nie umgesetzten Landreform aber ein Land mit einem regelrechten PV-Boom, den 10-fachen
Umsätzen der PV-Industrie von Bangladesch. Dänemark, in enger Zusammenarbeit mit
der nepalesischen Regierung, hat Subventionsmechanismen entwickelt, welche sehr
differenziert die lokale Kaufkraft berücksichtigt und es ermöglicht, Systeme zu den
Preisen unter die Leute zu bringen, die tragbar sind, natürlich nur so lange die dänischen Entwicklungsgelder reichen, um die Differenz à fond perdu zu übernehmen. Bemerkenswert ist, dass diese indirekte Anschubfinanzierung eines PV-Marktes Nebeneffekte erzeugt, die wir etwas despektierlich "Trittbrettfahrer" nennen, in ihrer längerfristigen entwicklungspolitischen Relevanz aber vermutlich unterschätzt werden. Unternehmer, die Erfolgreichsten unter ihnen amerikanischer Staatsangehörigkeit, kaufen
subventionierte Systeme in grösseren Stückzahlen und geben sie an Benutzer weiter,
die sich diese Systeme, trotz der Subvention, nicht leisten könnten; nicht zum Nulltarif
aber bargeldlos. Es werden Produzenten von lokalen Produkten angesprochen, deren
Produkte sich (oft über Internet) vermarkten lassen. So kommt beispielsweise eine
Handtaschen produzierende Nepalesin zu ihrem langersehnten Solar Home System für
20 Taschen pro Monat, ohne weitere Verpflichtungen .... Es wäre wohl ein leichtes diese "Trittbrettfahrer" als Schmarotzer oder Ausbeuter medienwirksam auszugrenzen und
für weniger Korruption in der internationalen Entwicklungszusammenareit zu plädieren.
Tatsache ist, dass diese Akteure in der Regel katalytisch wirken und in der Lage sind
Marktvolumen zu generieren, die anderen Akteuren verschlossen bleiben; sie leisten
oft einen entscheidenden Beitrag zur Erreichung der kritischen Masse eines funktionierenden Marktes.
Südafrika
Land:
Südafrika
Fläche:
1.219.080 km2
Einwohner:
43.8 Mio
Einwohner pro km2:
35.9
Elektrizitätsverbrauch pro Kopf: 4621 kWh pro Jahr
Einkommen pro Kopf:
CHF 5'440
Elektrifizierungsgrad:
71 % , 51 % in ländlichen Gebieten
Lebenserwartung:
Männer 47, Frauen 48
Analphabetenrate:
Männer 14 %, Frauen 15.4 %
Der südafrikanische Elektrizitätsmarkt wird fast vollständig von dem staatlichen Unternehmen Eskom beherrscht, das rund 95 % des nationalen Strombedarfs abdeckt.
Eskom verkauft 56 % des produzierten Stromes direkt an Endkunden, die anderen 44
% bewerkstelligen 376 Verteilungsunternehmen, die sich hauptsächlich in kommunalem Eigentum befinden. Die heterogene Struktur des Verteilungssektors stellt für die
weitere Entwicklung des südafrikanischen Elektrizitätsmarktes ein erhebliches Hemmnis dar. Ein Viertel der kommunalen Verteiler verlieren Geld bei ihren Stromverkäufen
aufgrund überproportional hoher Verteilungskosten bzw. zu niedriger Tarife. Im November 2000 verkündete die südafrikanische Regierung die Einführung eines Sondertarifs für finanziell schwächer gestellte Gebiete (Electricity Poverty Tariff). Zudem sind
etwa mehr als 2 Mio. ländliche Haushalte sowie zehntausende von Schulen und Krankenhäuser nicht an das öffentliche Versorgungsnetz angeschlossen. Eskom plant bis
Ende 2005 netzunabhängig 16`400 Schulen und ca. 2000 Spitäler zu elektrifizieren.
Dabei sollen Schulen mit einer durchschnittlichen PV – Leistung von 500 W ausgestattet werden, während für ländliche Krankenhäuser grössere Systeme vorgesehen sind.
Zur Abdeckung elementarer Nachfragebedürfnisse ländlicher Haushalte haben eine
Reihe von Dörfer Solar – Home – Systems erhalten. Für die weitere Entwicklung ist von
Eskom und Shell International Renewables gemeinsam eine CHF 26 Mio. teure Initiative zur Elektrifizierung von 50`000 ländlichen Haushalten mit PV – Systemen gestartet
worden. Bei der Anfang 1999 beginnenden Initiative, 6`000 Haushalte mit einem PV –
System zu versorgen, musste man ein Jahr Verzögerung auf den Fahrplan hinnehmen
wegen Problemen beim Aufbau der Vertriebs- und Serviceorganisation. Heute müssen
die Nutzer zur Aktivierung des Systems für CHF 8.40 eine Magnetkarte kaufen, welche
dann 30 Tage gültig ist, danach muss eine neue Karte erworben werden. In diesen Gebühren ist auch die komplette Wartung des Systems, inklusive Batteriewechsel enthalten. So überzeugend sich die Initiativen der Eskom zur Elektrifizierung ländlicher Gebiete auch darstellen lassen, die Kriterien der Nachhaltigkeit sind weitgehend unerfüllt.
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Esposizione di poster - Riassunti
Posterausstellung - Zusammenfassungen
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Simposio fotovoltaico nazionale
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Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
Dye solar cells, Flexible Si - cells,
"Single - Cell" converter
Meyer Toby
Solaronix SA, Rue de l’Ouriette 129
CH-1170 Aubonne
Tél.: 021 821 22 80, Fax: 021 821 22 89
Email: [email protected]
1. Dye solar cells
Progress on the technological developments leading to industrial manufacturing of dye
sensitized solar cells; especially dye solar cell modules with integral interconnections
for outdoors applications.
2. Flexible cristalline silicon modules for applications in thermophotovoltaics and nomadic products
A novel fabrication process allows to produce a thin laminated module, based on lasercut Si-cells for small to medium power applications, where a certain flexibility of the
solar module is required. The power density is around 110W/Kg of these laminated
modules, thus for example opening the way to solar powered aircrafts without aerodynamic drawback.
3. "Single - Cell" electronic converter as an alternative to interconnection of solar cells in low power applications
An electronic converter, in the power range of a few milliwatts up to a few watts of
power have been developed using a novel EPFL-developed fabrication process. The
single cell converter could also be an interesting solution for the power adaptation in
applications using small fuel cells like portable computers, PDA's and phone battery
chargers.
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A2
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A3
"Mikromorphe" Tandem Solarzellen
J. Meier, U. Kroll, S. Dubail, U. Graf, S. Fay, C. Bucher, A. Shah
Institut de Microtechnique (IMT), Rue A.L. Breguet 2
CH-2000 Neuchâtel
Tel.: 032 718 3350, Fax: 032 718 3201
Email: [email protected]
Für den künftigen Einsatz der Photovoltaik ist eine kostengünstige Fabrikationstechnologie für Solarzellen erwünscht, welche auf nichttoxischen und reichlich vorhandenen Materialien basiert. Dünnschicht-Solarzellen aus Silizium erfüllen diese Voraussetzungen. Dabei gibt es grundsätzlich zwei Varianten: Kristallines Silizium und amorphes
Silizium. Währenddem die amorphe Solarzelle seit ca. 25 Jahren erforscht wird, gelang
der Durchbruch bei der mikrokristallinen Solarzellen erst mit der Pionierarbeiten unseres Institutes anfangs der 90er Jahre.
Durch eine Kombination von amorphen und mikrokristallinen Solarzellen in einer Tandemzelle entstand sodann die "mikromorphe" Solarzelle; diese ist besonders interessant, weil eine optimale Aufteilung des Sonnenspektrums erzielt wird: eine amorphe
"Topzelle" konvertiert den kurzwelligen Teil des Spektrums (UV, blau, grün), eine mikrokristalline "Bottomzelle" den langwelligen Teil (rot, infrarot). Wir erhalten damit eine
Dünnschicht-Solarzelle, die als Besonderheit bei tiefen Temperaturen (200 ûC), und
daher problemlos auf Billigsubstraten wie Glas, Kunststoffen und Metallen abgeschieden werden. Mit dieser neuen Solarzellen konnte ein stabiler Laborwirkungsgrad von
11-12 % erreicht werden. Die Eigenschaften dieses weltweit beachteten "Mikromorph"
Dünnschicht Konzeptes des IMT werden diskutiert; der Stand der am IMT entwickelten
Dünnschicht-Solarzelle wird hier mit ihren Teilaspekten präsentiert.
2002
Absorption Measurement of Strained SiGe
Nanostructures Deposited by UHV-CVD
G. Palfinger, B. Bitnar, H. Sigg, E. Müller, S. Stutz, D. Grützmacher
Paul Scherrer Institut, Laboratory for Micro- and Nanotechnology
CH-5232 Villigen PSI
Tel.: 056-310 25 80, Fax: 056-310 26 46
Email: [email protected]
In order to obtain a low bandgap photocell based on the widely spread silicon technology, e. g. for thermophotovoltaics, SiGe nanostructures can be introduced into a monocrystalline silicon photocell. Beforehand, it is necessary to know the absorptioncoefficient of the SiGe quantum wells and islands.
On a silicon (100) substrate multiple Si/SiGe quantum well structures and stacked dot
layers were grown by UHV-CVD. Due to the lattice mismatch of about 4 % between silicon and germanium, strain builds up and only very thin layers of SiGe with a sufficient
high germanium concentration can be grown epitaxially on silicon. Hence, layers of
several nm thickness with a germanium concentration of more than 20 % were deposited. To obtain significant absorption, the light has to pass the SiGe layers multiple
times. This was achieved by designing a sample that internally reflects the light 200
times.
The influence of confinement and germanium content on the absorption was investigated with the goal of maximizing the absorption for photons with energies below the
bangap energy of silicon. The measurement results are compared with a theoretical
model, which takes the band structure of SiGe and its distortion by strain and confinement into account.
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A4
Simposio fotovoltaico nazionale
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2002
A5
Plasmaabscheidung von amorphen Silizium
Solarzellen in einem industriellen 35x45cm2
KAI® Einkammerreaktor
U. Kroll, I. Schönbächler, C. Bucher, A. Shah
Institut de Microtechnique (IMT), Rue A-L. Breguet 2,
CH-2000 Neuchâtel
Tel.: 032 7183346; Fax: 032 7183201
Email: [email protected]
J. Ballutaud, A. Howling, L. Sansonnens, Ch. Hollenstein,
CRPP/EPFL, PPH Ecublens, CH-1015 Lausanne
A. Büchel, M. Poppeller, M. Elyaakoubi, J. Schmitt,
Unaxis AG, P.O. Box 1000, FL-9496 Balzers
Forscher des IMT entdeckten vor 12 Jahren, daß eine Erhöhung der Plasmaanregungsfrequenz gegenüber der Standardindustriefrequenz von 13,56 MHz den Vorteil
einer wesentlich schnelleren Abscheidegeschwindigkeit von amorphem Silizium hat.
Dies ermöglicht grundsätzlich den Solarzellenherstellungsprozess zu verkürzen und
dadurch den Produktionsdurchsatz beträchtlich zu steigern. Daher wurde jetzt vom
Forscherteam IMT/CRPP im Rahmen eines KTI-Projekts ein Depositonsprozess bei der
erhöhten Plasmaanregungsfrequenz von 27.12 MHz für amorphe p-i-n Zellen in einem
industriellen KAI® Plasmaboxreaktor der Firma Unaxis entwickelt. In diesem 35x45
cm2 KAI® Abscheidesystem, bestehend aus nur einer Kammer, beträgt die gesamte
Prozesszeit für eine Einfachzelle nur ca. 25 Minuten. Dabei kann die störende Borverschleppung aus der p-dotierten Fensterschicht in die photovoltaisch aktive intrinsische Schicht vermieden werden. Basierend auf dem entwickelten Prozess für die amorphen Zellen werden Abschätzungen der Abscheidekosten von grossflächigen Produktionsanlagen präsentiert.
Dye-sensitised Electrochemical Photovoltaic
Devices
M. Grätzel, A.J.McEvoy
Institut de Chimie Moléculaire et Biologique
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne,
CH-1015 Lausanne
Tél.: 021 693 36 89; Fax: 021 693 41 11
Email: [email protected]
Conventional photovoltaic devices are based on solid-state junctions between materials of different conduction mechanism, either p- to n-type semiconductor, or semiconductor-metal, the semiconductor being the light-absorbing component. Semiconductorelectrolyte junctions are equally light-sensitive; however for narrow band gap semiconductors, sensitive to the visible spectrum, the charge transport process at the interface
is associated with electrocorrosion. Strongly bound compounds, those with wider bandgap, are stable but sensitive only to ultraviolet light. Efficient photovoltaic conversion of
visible light is possible by incorporating an electroactive dye at the semiconductorelectrolyte interface, which then absorbs over a wider spectrum than the substrate
semiconductor itself. This alternative photovoltaic mechanism, the light absorption by a
dye, followed by relaxation of its higher-energy excited state by electron injection into
the semiconductor, and then neutralisation of the dye anion by a redox electrolyte, itself regenerated at a counterelectrode, has been the object of intensive research and
development at EPFL for several years, and has been offered for industrial implementation. The practical interest is indicated by the extensive cooperation with licensees of
the relevant patents. In the context of the "20 years of PV in Switzerland" Symposium, a
decade of R&D on sensitised photoelectrochemistry at EPFL will be presented.
Nationale Photovoltaiktagung
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A6
Simposio fotovoltaico nazionale
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A7
CdTe solar cells on glass and polymer films
for terrestrial and space applications
A. Romeo, D. Baetzner, H. Zogg, A.N. Tiwari
Thin Film Physics Group, Laboratory for Solid State Physics, ETH Zurich,
Technoparkstr. 1
CH-8005 Zurich
Tel: 01 445 14 74, Fax: 01 445 14 99
Email: [email protected]
The research and development activity of our group on CdTe thin film solar cells are
presented. We have developed a simple and low-cost vacuum evaporation process for
high efficiency CdTe solar cell of up to 12.5 % efficiency. Such solar cells exhibit a high
performance even under low light (indoor) conditions.
Within the framework of a European project we have collaborated with ANTEC GmbH,
Germany which has installed the first CdTe solar module production plant in Europe
with a production capacity of 10 MW/yr. We have developed stable and efficient electrical contacts on CdTe solar cells developed with a close space sublimation process.
The stability of these contacts has been proven with
accelerated life time tests for corresponding duration of more than 40 years. The effects of impurity diffusion were investigated with SIMS and quantum efficiency measurements.
We have tested the potential of these cells for space applications by measuring their
stability under high and low energy proton and high-energy electron irradiation. The
measurements have proven that the CdTe solar cells exhibit excellent stability against
particle irradiation and their performance stability is far better than the conventional Si
or GaAs solar cells.
Flexible CdTe solar cells on polymer film have been developed for the first time. We
have measured an efficiency of 11%, which is a record for flexible CdTe solar cells.
Characterisation and processing of solar cells at
the Fraunhofer ISE Laboratory and Service
Centre in Gelsenkirchen
C. Ballif, D. Borchert, A. Kenanoglu, S. Peters, T. Zerres, G. Willeke++
Fraunhofer ISE, Laboratory and Service Centre Gelsenkirchen, Haydnstr. 19
D-45884 Gelsenkirchen, Germany
Tel.: +49 209 168 33 19, Fax: +49 209 120 90 93
Email: [email protected]
++Fraunhofer
ISE, Heidenhofstr. 2, 79110 Freiburg, Germany
The Fraunhofer ISE (based in Freiburg, Germany) has recently established a laboratory
and service centre in Gelsenkirchen. We will present an overview of the
characterisation and processing equipment operated in the laboratory.
Our characterisation techniques allow measurements on wafers, solar cells or minimodules up to 15 X 15 cm2. Recent innovations include a spectral response system
with absolute calibration for large area solar cells, a low cost system based on liquid
crystal sheets for spatial shunt detection in solar cells, and a fast mapping system for
the emitter sheet resistance determination.
Our pilot mc-Si solar cells production line will be described. It contains some innovations,
like a fast emitter formation achieved in a new in-line diffusion furnace with a patented
continuous walking beam transport mechanism and a RTP zone.
Typical application examples will be given for the different characterisation techniques
and technology equipment.
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A8
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2002
B5
European Collaboration for the Development
of Large Area Micromorph Modules
N. Wyrsch, Ulrich Kroll, J. Kuendig, S. Dunand, A. Shah,
Institut de Microtechnique (IMT), Université de Neuchâtel, A.-L. Breguet 2
CH-2000 Neuchâtel
Tel.032 718 33 57: Fax: 032 718 36 50
Email: [email protected]
The combination of an amorphous silicon (a-Si:H) top cell with a microcrystalline silicon
(µc-Si:H) bottom cell to create a tandem structure (the so-called "micromorph" cell was
introduced by IMT Neuchâtel in 1994) turns out to be a very attractive concept for obtaining high-efficiency silicon thin-film solar cells: Efficiencies in excess of 11% have so
far been achieved on small-area cells by several laboratories. In Japan, one of the firms
has already started pilot production of such micromorph modules and several other
firms are preparing for that. The goal of the present project is to up-scale (here in
Europe) the technology and to develop 30x30 cm2 micromorph modules with an aperture efficiency of more than 11%.
The present collaboration aims at combining the expertise of several European groups:
The University of Patras in Greece for plasma diagnostics, the Ecole Polytechnique in
France for interface studies, the Academy of Sciences in the Czech Republic for the
material study, both the Forschungszentrum Jülich (FZJ) in Germany and the Institut de
Microtechnique (IMT) in Switzerland for module development and deposition, the German firm RWE Solar for module fabrication (especially for integrated series connection)
and the French firm Free Energy Europe for module encapsulation.
For the fabrication of the cells and modules, two alternative plasma deposition techniques are studied: standard RF deposition at FZJ and VHF deposition at IMT; with this
comparison, we aim at devising the best way for a future industrial production. Another
important task of the present project is devoted to the study of transparent conductive
oxides (TCOs). The goal here is to test various available TCOs for application in micromorph cells, to compare them and to determine the relationship between TCO characteristics and cell performance.
This work is partially funded by the E.U. and by the Swiss Office for Education and Science in the framework of the DOIT (Development of an Optimized Integrated Thin-film
silicon solar module) project.
SOLRIF Photovoltaik-Dachintegrationssystem
Jochen Rasmussen
Enecolo AG, Lindhofstrasse 52
CH-8617 Mönchaltorf
Tel.: 01 994 90 01, Fax: 01 994 90 05
Email: [email protected]
Das SOLRIF Photovoltaik-Dachintegrationssystem bildet kombiniert mit beliebigen Solarlaminaten ein wetterfeste Dachabdeckung und produziert gleichzeitig elektrischen
Strom (www.solrif.ch).
Systembeschreibung:
Das System eignet sich für alle Schrägdachvarianten und erfüllt hohe ästhetische Ansprüche. Die Einheit besteht aus einem beliebigen Solarlaminat und vier speziellen
Aluminium-Profilen, die das Laminat wie einen Rahmen umschliessen. Als Dachelemente bilden sie eine dichte Dachhaut. Sie ersetzen in diesem Bereich die konventionelle Dachabdeckung. SOLRIF Solarmodule können auch als vollflächige Dachbeläge
verwendet werden.
Montage:
Die Montage von SOLRIF Modulen ist einfach und schnell. Sie entspricht dem Verlegungsprinzip von Dachziegeln. Sie werden durch Metallbügel gehalten, die auf den
Dachlatten befestigt sind. Die besondere Form der Profile begünstigt ein Abrutschen
von Schnee und den schnellen Abfluss von Regenwasser mit Verunreinigungen, sodass
die Solarzellen immer das Maximum an Strom produzieren können.
Weiterentwicklung:
Um auch mit Grosslaminaten den strengen deutschen Industrienormen (DIN) gerecht
zu werden, wurden Verstärkungen bei der Statik – speziell in Bezug auf Windlast – am
System vorgenommen.
Markt:
Die mit SOLRIF installierte Leistung in der Schweiz und Deutschland beläuft sich derzeit auf 1.8 MWp. Bereits sind auch erste Chargen Rahmenbausätze nach Übersee
(Australien) ausgeliefert worden. Die guten Erfahrungen bei Montage und Betrieb des
qualitativ hochwertigen Systems, lassen uns optimistisch auf den weltweit wachsenden
Solarmarkt blicken.
Vertrieb durch
Ernst Schweizer AG
CH-9808 Hedingen
Tel: 01 763 61 11
Fax: 01 761 88 51
www.schweizer-metallbau.ch
Technische Entwicklung und
Support durch
Enecolo AG, Lindhofstrasse 52
CH-8617 Mönchaltorf
Tel: 01 994 90 01, Fax: 01 994 90 05
www.solarstrom.ch
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
C1
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
C4
Photovoltaikanlage Dock Midfield, ZürichFlughafen
Thomas Gautschi
Amstein + Walthert AG, Leutschenbachstrasse 45
CH-8050 Zürich
Tel.: 078 833 92 97, Fax: 01 305 93 56
Email: [email protected]
Konzept Energie+Architektur
Das Dach des Dock Midfield bildet einen wichtigen Bestandteil des architektonischen
Konzeptes. Mit der Ausbildung des Daches werden architektonische wie auch energietechnische Anliegen miteinander vereint. Insbesondere drei Kriterien können hervorgehoben werden:
1. Die Solarkraftwerk-Funktion des Daches
Das Dach ist als Solarkraftwerk konzipiert. Die Pergolakonstruktion kann mit Sonnenzellen ausgestattet werden, um elektrischen Strom zu produzieren. Mit dieser Photovoltaik-Anlage soll ein aktiver Beitrag zur Nutzung regenerativer Energien geleistet werden.
2. Die Sonnenschutz-Funktion des Daches
In der Dachkonstruktion sind Lamellen integriert, welche einen Sonnenschutz für das
Gebäude bieten. Diese Massnahme leistet einen Beitrag zur Reduktion des Energieaufwandes und unterstützt damit das zu erzielende Konzept einer „schlanken“ Gebäudetechnik.
3. Die gestalterische Funktion des Daches
Durch die Ausbildung des Daches als auskragende Pergola wird ein prägnantes Element geschaffen, welches als visuelles Merkmal die Architektur des Dock Midfield
kennzeichnet. Mit der Dachgestaltung soll auf die zukunftweisende Rolle des Flughafens Zürich hingewiesen werden.
Technische Daten
Seit Anfangs März 2002 wurde die Photovoltaikanlage mit einer Nennleistung von 290
kW in Betrieb genommen. Diese Anlagen ist in 5 Teilanlagen aufgeteilt, welche wiederum nach Nord und Süd mit je zwei unabhängigen Wechselrichtern Typ Solarmax der
Firma Sputnik Engineering AG in Nidau ausgerüstet ist. Der produzierte Strom wird in
den beiden Trafostationen des Dock Midfield in das flughafeneigene Netz eingespiesen.
Photovoltaik-Module
Die Solarlaminate sind mit einer Abweichung von 10° nach Süden ausgerichtet und
weisen eine Neigung von ca. 25° auf.
Weiter ist man bestrebt, erste Messresultate für die Monaten März und April dieser
neuen Anlage zu präsentieren.
Fotovoltaik und Architektur: Gesamtheitliche
Konzepte
Beat Kämpfen
Architekturbüro, Regensdorferstr. 15
CH-8049 Zürich
Tel.: 01 342 40 20, Fax: 01 342 40 24
Email: [email protected]
1. Fotovoltaikanlage Sunny Woods, Zürich-Höngg
Das Mehrfamilienhaus Sunny Woods ist als bilanziertes Null-Heizenergiehaus konzipiert.
Verschiedene architektonische und technische Massnahmen sind kombiniert, um einerseits den Energieverbrauch zu reduzieren und anderseits die verbleibende, benötigte Energie selbst zu produzieren.
Der Energiebedarf erreicht den Passivhausstandard. Die restliche benötigte Energiemenge wird mit einer Netzverbund-Fotovoltaikanlage erzeugt.
Die Fotovoltaikanlage mit amorphen Dünnfilm-Trippelzellen bedeckt die Dachfläche
vollständig. Sie ist in die architektonische Gestaltung integriert.
Weitere Angaben siehe BFE Projekt Nr. 42203
2. Fotovoltaikanlage Limmattalstrasse, Zürich-Höngg
Bei diesem Projekt handelt es sich um ein umgebautes Gewerbegebäude. Die neuen
Nutzungen sind Wohnen, Büro und Gewerbe (Schreinerei).
Architektur, Nutzung und Energietechnik bilden eine Synthese. In den Untergeschossen
wird eine Schreinerei einziehen. Die Heizung ist deshalb eine Holzzentralheizung mit
solarer Unterstützung.
Die Südfassade ist als Energiefassade konzipiert.
-
Passiv-solar mit grossen Fenstern
-
Fotothermische Sonnenkollektoren in den Fensterbrüstungen
-
Fotovoltaik-Vordächer über den Fenstern zur Beschattung im Sommer.
Die Fotovoltaikanlage hat eine Leistung von 7'500 Wp. 156 SM-50 Paneele von
Siemens sind in drei Reihen über den Fenstern montiert.
Der Umbau erreicht den Minergiestandard. (Minergie Label ZH-270).
Annerkennungspreis Minergiewettbewerb Ostschweizer Kantone.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
C5
C6
Rückzahlung grauer Energie mit Photovoltaik
Robert Kröni
Enecolo AG, Lindhofstr. 52
CH-8617 Mönchaltorf
Tel.: 01 994 90 01, Fax: 01 994 90 05
Email: [email protected]
Photovoltaik, Wärmepumpe und Minergie – eine leistungsfähige Kombination oder
Kann ein Haus oder Gebäude, die für die Erstellung benötigte Energie jemals zurückzahlen?
Zu Recht wird in neuester Zeit auch die graue Energie als Faktor in der Energiebilanz
eines Hauses betrachtet. Sie ist die zuerst investierte, meist vergessene Energie, die
vor der eigentlichen Benützung aufgewendet wird. An Hand einer Studie der ZHW
macht die graue Energie nach 30 Jahren zwischen 40% und 60% der gesamten Energie eines Gebäudes aus. Der absolute Gesamtenergieverbrauch und die gebrauchte
Technologie haben einen wesentlichen Einfluss auf die Energiebilanz.
Durch den Einsatz von Niedrigenergiestandard, Wärmepumpen und Photovoltaik kann
der Energieumsatz eines Hauses stark gesenkt werden. Die Photovoltaikanlage sorgt
dafür, dass die für die Herstellung aufgewendete, graue Energie während des Lebenszyklus zurück bezahlt wird. Wegweisende Häuser, die in diese Richtung zeigen, können
sich dank einer optimal integrierten Solarstromanlage in ein „Kraftwerk“ verwandeln:
Sie erzeugen mehr Energie, als sie brauchen. dies sogar unter Berücksichtigung der
grauen Energie des gesamten Gebäudes
Das Haus Erni in Untersiggenthal macht es
vor: es zahlt seine für die Erstellung notwendige Energie wieder zurück
Verlauf des Energieumsatzes
Wertigkeit des Stromes nach ETH-Studie
Variante A:
konventionell ohne PV
500000 kWh
500000 kWh
400000 kWh
400000 kWh
300000 kWh
200000 kWh
300000 kWh
Variante B:
Minergie ohne PV
Variante C:
Minergie mit PV
200000 kWh
graue Energie
Erneuerung PV
und Bau
100000 kWh
100000 kWh
-100000 kWh
Heizenergie
-200000 kWh
51
49
47
45
43
41
39
37
35
33
31
29
27
25
23
21
graue Energie
Neubau PV und Bau
19
17
15
9
13
11
7
5
0 kWh
3
0 kWh
1
Graue Energie als Primärenergie
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
-100000 kWh
-200000 kWh
Egal ob konventionell, Minergie
oder sogar Passivhausstandard: der Energieverbrauch
steigt laufend an. Mit einer
grossflächigen Solarstromanlage sinkt aber der Energieverbrauch. Das bedeutet, dass
das Haus nicht nur keine Energie braucht, sondern zum echten Energieproduzenten wird.
Alter in Jahren
Dies ist nur in der Kombination
von Photovoltaik und Wärmepumpe möglich. Mit thermischen Sonnenenergieanlagen
ist dies nicht möglich: keine Rückspeisemöglichkeit. Zudem muss die Solarstromanlage von Anfang gut eingeplant werden.
Solgreen - Photovoltaik und Gründach
Jochen Rasmussen, Peter Toggweiler
Enecolo AG, Lindhofstrasse 52
CH-8617 Mönchaltorf
Tel.: 01 994 90 01, Fax: 01 994 90 05
Email: [email protected]
Jacques Bonvin
Solstis S.à.r.l, Sébeillon 9b
1004 Lausanne
Tel. 021 683 25 56, Fax 021 683 25 57
Email: [email protected]
Unter dem Namen Solgreen wird die Kombination von Photovoltaik und Gründach angepriesen. Die gemeinsame Dachnutzung muss nicht unbedingt zu einem Konflikt führen. Im Gegenteil, neue Lösungen sind entwickelt worden, die ein vorteilhaftes Miteinander ermöglichen. Die Enecolo AG arbeitet seit 1997 gemeinsam mit EPFL-LESO und
Solstis am Forschungsprojekt Solgreen, seit dem Jahr 2000 ist auch die Firma Ernst
Schweizer Metallbau beteiligt.
Enecolo und LESO haben1997 ein Patent angemeldet. Das BFE und das ewz haben
mit Beiträgen die Entwicklungsarbeiten gefördert.
Zielsetzungen:
Die neu entwickelten und erprobten Aufständerungsvarianten sind für flache und leicht
geneigte Dächer geeignet. Die Lösungen basieren auf folgenden Grundsätzen:
- Dachsubstrat als Ballast für die Unterkonstruktion (keine zusätzliche Dachlast)
- Minimierung von Umweltbelastungen und Kosten durch sparsamen Materialeinsatz
- Erhalt und Förderung von Fauna und Flora
- Sicherstellung der Wasserspeicherfähigkeit
- ästhetische Integration der Anlage
- ausreichende Bodenfreiheit zum Schutz der Module gegen Beschattung durch Pflanzen
- günstige, rasche und einfach Montage
Realisierte Anlagen:
Im Rahmen vom Projekt Solgreen wurden neben zahlreichen Prototypanlagen, die 26
kWp P&D Anlage KraftWerk1 in Zürich und eine 18 kWp Anlage auf dem Schulhaus
Wasgenring in Basel realisiert.
Weiterentwicklung:
Die ersten Anlagen zeigen deutlich: Solgreen bewährt sich und es ist eine gute Lösung.
Durch gezielte Verbesserungen und Weiterentwicklungen soll das System noch besser
und konkurrenzfähiger werden.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
C8
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
C9
Aspekte der Gebäudeintegration von Photovoltaikmodulen
Richard Durot
ZAGSOLAR, Amlehnstr. 33
CH-6010 Kriens
Tel.: 041 312 09 40; Fax: 041 312 09 41
Email: [email protected]
Photovoltaikmodule liefern in erster Linie Strom. Sobald sie ins Gebäude integriert
werden, haben sie zusätzliche Funktionen als Teil des Gebäudes zu übernehmen. Die
Anforderungen an Gebäudeteile sind in diversen Publikationen der Fachverbände beschrieben.
Bei der Entwicklung von neuen Photovoltaikelementen für die Gebäudeintegration gilt
es, diese Normen der Fachverbände zu berücksichtigen. Der Besonderheit der Materialen von PV-Modulen entsprechend bleiben aber diverse Aspekte der Gebäudeintegration nicht klar definiert.
Interessant ist der Aspekt der Wasserdichte oder Regensicherheit, was ja mit dem
Wunsch, die Solarmodule möglichst gut zu hinterlüften nicht unbedingt einhergeht.
Interessant ist auch der Aspekt der Stabilität. Die integrierten Solarmodule müssen im
Verbund die Anforderungen bezüglich Wind- und Schneelasten erfüllen. Reserven sind
vorzusehen, um bei einem Reparaturfall zur beschädigten Stelle gelangen zu können.
Spezielle Beachtung gehört dem Aspekt des Brandschutzes, zumal Photovoltaikmodule
mehr oder weniger brennbare Komponenten enthalten.
Solar PV Roof Shingle Sunplicity TM
Markus Real
Alpha Real AG, Feldeggstrasse 89
CH-8008 Zürich
Tel.: 01 383 02 08, Fax: 01 383 18 95
Email: [email protected]
Rolf Zceschka, Glas Trösch Solar AG, [email protected]
Jack Hanoka, Evergreen Solar Inc., [email protected]
Werner Müller, Gebr. Müller AG, [email protected]
SunplicityTM is a new solar building element for tilted roofs, which has been designed,
built and successfully tested in a combined effort of an industrial partnership between
three Swiss and one US based company. Four test setup have been built over the past
years and design and mounting procedures have been evaluated to optimise integration, mechanical layout and electrical interconnection.
Sunplicity fits in every conventional roof built from fibre cement shingles, which are
widely used in northern Europe. Its dimensions can be manufactured to exactly fit a
conventional tile, not only both in length and width, but also in thickness. The new solar
roof shingle is absolutely plane and flat, as are the normal fibre cement shingles. The
integration into existing roofs are therefore very straightforward: wherever the roofer
wants solar shingles, he replaces conventional tiles with the new solar tile. Even the
electrical connections are in the same plane. A new interconnection design provides
safe and reliable cabling of the PV array formed by the solar roof tiles.
The project has been jointly funded by the industrial partners with financial support
from the Swiss Federal Office of Energy. The project will be finished by the end of October 2002 and final report is due November 2002.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
C10
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
D5
New DC-LISN for EMC-measurements on the
DC side of PV systems: Realisation and first
measurements at inverters
H. Häberlin, L. Borgna
Berner Fachhochschule, Hochschule für Technik und Architektur (HTA) Burgdorf
Labor für Photovoltaik, Jlcoweg 1, CH-3400 Burgdorf,
Phone: 034 426 68 53, Fax: 034 426 68 13
Email: [email protected]
In 1998 - 2000, in an EU project (PV-EMI, JOR3 CT98 0217, partners: FhG/ISE, HTA
Burgdorf, KEMA) extended measurements and simulations of impedance values and
radiated electromagnetic fields of real PV generators were carried out. A similar, in
some way complementary project (ESDEPS, co-ordinated by ISET) has also been performed in 1998 – 2001. In both projects, there is a clear intent to measure RF emissions on the DC side with a suitable DC-LISN and to establish limits for such measurements based on field measurements.
Based on extended measurements and simulations during the project PV-EMI, the following values for the impedances of a DC-LISN were agreed upon by the project group at
the end of the project:
Common mode : ZCM = 250 W ( +100%, -50%) ; differential mode : ZDM = 100 W ( +100%, -50%).
As the initial DC-LISN circuit of HTA Burgdorf did not meet the above specifications, at
the end of the project PV-EMI, only a tentative circuit for the realisation of such a DCLISN could be given.
Realisation of a DC-LISN with the new specifications
After the end of the project in summer 2000, a new DC-LISN meeting the specifications
above could be realised in winter 2000/2001 for voltages up to 1000V and currents
up to 75A. In order to make a practical realisation possible and to ensure reproducible
measurements, especially at higher frequencies (e.g. > 10MHz), the target impedance
values should not be too high. Therefore a version of a DC-LISN with a very constant
ZCM = 150W +/-25W was built. ZCM–values of 150 W are also well established in other
EMC standards. The practical realisation of a DC-LISN can not only be considered
strictly from a RF point of view. Other requirements (e.g. sufficiently low residual 50Hzcurrents for inverters without transformers) must also be taken into account. Therefore
relatively low values for the capacitors to ground must be chosen.
In this paper, mainly the different possibilities for the realisation of such LISNs and
measurements with them are discussed. There is also a common proposal for the limits to be applied at such a DC-LISN established in close co-operation with the other EU
project group.
First measurements at inverters and conclusion
Sample measurements with this new DC-LISN and with the old DC-LISN with ZCM = 150
W at several inverters from different manufacturers mostly showed only minor differences in the measured RF voltages. Therefore the exact values for ZCM realised in such
a DC-LISN does not seem too critical. Measurements also showed that modern inverter
designs have RF emissions considerably lower than the limits specified above. Thus
measurement of RF voltages at such a DC-LISN can ensure EMC of PV equipment also
on the DC side.
2002
Entwicklung der WechselrichterZuverlässigkeit 1992 - 2001
H. Häberlin, Ch. Renken
Berner Fachhochschule, Hochschule für Technik und Architektur (HTA) Burgdorf
Labor für Photovoltaik, Jlcoweg 1, CH-3400 Burgdorf
Tel: 034 426 68 53, Fax: 034 426 68 13
Email: [email protected]
Im Rahmen mehrerer Langzeit-Messprojekte registriert die HTA Burgdorf seit 1992 den
Energieertrag und die Zuverlässigkeit von heute über 38 PV-Anlagen mit total 51 etwas
älteren, bereits früher (1990 – 1996) getesteten Wechselrichtern.
Laufende Verbesserung der Wechselrichter-Zuverlässigkeit in den Jahren 1989 - 1997
Seit 1989 und besonders seit 1995 ging die Anzahl der beobachteten Hardwaredefekte pro Wechselrichter-Betriebsjahr stark zurück. Im Jahre 1997 wurden bei im Mittel 43
überwachten Wechelrichtern nur 4 Defekte festgestellt, also etwa 0,09 Defekte pro
Wechselrichter-Betriebsjahr. Die Zuverlässigkeit neu entwickelter Wechselrichter stieg
dank zunehmender Erfahrung der Hersteller stark an. Gegenüber den Anfangsjahren
hatte sie damit etwa um den Faktor 30 zugenommen.
Tendenzieller Anstieg der Ausfallrate in den Jahren 1998 – 2002
Seit 1998, besonders aber in den Jahren 2000 und 2001 wurde ein Wiederanstieg der
Wechselrichterausfälle registriert, bedingt durch den Ausfall von zumeist älteren Geräten. Zwischen 1998 und 2000 wurden 0,13 bis 0,15 Wechselrichter-Defekten pro Betriebsjahr registriert. Im Jahre 2001 stieg dieser Wert bis Ende Oktober weiter auf 0,21
Wechselrichter-Defekte pro Betriebsjahr an.
Es scheint, dass die alterungsbedingten Defekte bei den überwachten Netzwechselrichtern langsam zunehmen. Ob sich die Entwicklung fortsetzt, dass Hardwaredefekte bereits nach 4 – 6 Betriebsjahren auftreten oder ob es sich dabei um Ausnahmen handelt,
wird im Projekt Langzeitzuverlässigkeit von PV Anlagen 2 weiter untersucht.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
D6
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
D7
Progress in Thermophotovoltaic Prototype
System Development
W. Durisch, B. Bitnar, Fritz von Roth, H. Sigg, H. R. Tschudi, G. Palfinger
Paul Scherrer Institut, PSI
CH-5232 Villigen PSI
Phone: 0041 (0)56 310 26 25, fax: 0041 (0)56 310 21 99
Email: [email protected]
In an earlier paper we reported on a small grid-connected thermophotovoltaic (TPV)
system consisting of an ytterbia mantle emitter and silicon solar cells with 16 % efficiency. The emitter was heated up with a butane burner with a rated thermal power of
1.35 kW (referred to the lower heating value). This system produced an electrical output of 15 W, which corresponds to a thermal to electric (direct current) conversion efficiency of 1.1 %. In the interim, progress has been made and significantly higher efficiencies were achieved. The most important development steps are:
1) Infrared radiation absorbing water filter between emitter and silicon cells (to protect
the cells against overheating) was replaced by a suitable glass tube to prevent
losses of useful radiation in water, but protecting the cells against the flue gasses.
2) To reduce the cell temperature and therefore increase their conversion efficiency,
the cell cooling was significantly improved.
3) Shape of emitter was changed from spherical to quasi-cylindrical geometry, in order
to obtain a more homogeneous irradiation of the cells.
4) Metallic burner tube, on which the ytterbia emitter was fixed in first prototypes, was
replaced by a heat-resistant metallic rod carrying ceramic discs as emitter holder. In
this way it was possible to avoid oxidation and clogging of perforated burner tube.
5) Larger reflectors were used to reduce losses of useful infrared radiation.
6) Smaller cells were used to reduce electrical series resistance losses. Applying all
these improvements to the earlier 1.35 kW-system, a system efficiency of 1.5 % was
attained. With preheated combustion air (370 °C), 1.8 % was achieved. In a next
step a photocell generator was constructed consisting of high efficiency silicon cells
(21% solar STC-efficiency). With this generator the spaces between the cells was
minimized, in order to get an active cell area as high as possible and at the same
time reduced radiation losses. This new system produced an electrical output of 48
W corresponding to a system efficiency of 2.4 %. This is the highest ever-reported efficiency in a silicon cell based TPV system using ytterbia mantle emitters. Using preheated air (approximately 350 C) an efficiency of about 2.8 % was achieved. In order
to realize self-powered operation of the TPV prototype system, an electronic control
(made of components with low power consumption and including a battery store)
was developed. It controls the magnetic gas supply valve of the burner and also the
high-voltage ignition electrodes. Its self-consumption and charging of the battery
store is supplied directly by the TPV-generator. A small commercial inverter is used
to place excess power on the 230V grid. In a future improved system, the influence
of preheating of the combustion air will be studied more detailed. From an advanced
simulation model we expect significant higher system efficiencies. Finally, the system will be scaled up to realize self-powered domestic gas boilers.
A 160 W Electrical Power
Thermophotovoltaik System
B. Bitnar1, W. Durisch1, G. Palfinger1, H. Sigg1, A. Heeb2
1 Paul Scherrer Institut, 2 Hovalwerk AG
1 CH-5232 Villigen PSI, 2 FL-9490 Vaduz
1 Tel. 056 310 4085, Fax: 056 310 2646
1 Email: [email protected]
Thermophotovoltaics (TPV) convert heat into electricity by illuminating photocells with a
combustion heated radiation emitter. We built a TPV system working with a 12 to
20 kW gas burner and producing 120 – 160 W electrical power. The system consists of
an Ytterbia (Yb2O3) radiation emitter and commercially available silicon solar cells. It
will be integrated into a Hoval residential gas heating system.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
D8
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
E3
Rationelle Flachdachaufständerungssysteme
AluStand, AluVer - FlatClips
Urs Bühler
Energy Systems and Engineering Seemattstrasse 21 B
CH-6330 Cham
Tel. / Fax: 041 780 07 36
Email: [email protected]
Das mittlerweilen breit eingeführte AluTec-Montagesystem für Schrägdachaufständerungen gerahmter Module (> 3MWp installierte Leistung) wurde durch zwei Flachdachmontagesysteme funktionell wesentlich erweitert.
AluStand – Modulaufständerung, Neigung 20°
Die Aufständerung zeichnet sich aus durch kürzeste Montagezeiten sowie geringes
Gewicht und Aufbau auf SolRec-Platten. Dieses System erlaubt, die Kiesaufschüttung
(resp. das Grünsubstrat) der berechneten Windlast entsprechend zu optimieren.
Der Nachweis und die allgemeinen Rechengrundlagen zur Windlastfestigkeit sollen in
einem P+D – Projekt erbracht werden
Aufstaenderung am Beispiel des Isofoton 110 / 165
mit dem AluTec / AluVer - Montagesystem
Die Module werden ohne Verwendung
von Werkzeugen direkt in das
Montagesystem eingelegt
(siehe dazu AluTec - Systembeschreibung)
+ 10 mm
h
- 40 mm
Konsolenverschiebung "s"
Modulhoehenaenderung zur Anlagennivelierung
(Aenderungverhaeltnis h/s = 1/2,8)
Bodenprofil AluVer41 von Modulreihe
zu Modulreihe durchlaufend
mittels Nieten auf SolRec-Platten fixiert
(resp. mittels Schrauben auf Betonplatten)
SolRec - Platten ueberdeckt mit Einkiesung resp. Substrat
Abstand min. 140 mm, max. 280 mm
AluVer-FlatClips: schraubenlose Laminathalterung für Flachmontage
Das AluTec – System wurde konsequent in der Richtung weiterentwickelt und ergänzt
durch das AluVer – FlatClips – System, welches erlaubt, Laminate ebenfalls ohne Einsatz von Werkzeugen auf dieselben Profilschienen aufzuclipsen (Neigung bis max. 10°
zulässig).
Montage von Solar-Laminaten auf ConSole
H. Holinger
Holinger Solar AG, Rheinstrasse 17
CH- 4410 Liestal
Tel.: 061 923 93 93 / Fax: 061 921 07 69
Email: [email protected]
Die Montagekonstruktion ConSole der holländischen Firma Econergy Int. BV wird zur
Installation von Solarmodulen auf Flachdächern verwendet. Sie besteht aus einer Polyäthylen-Wanne, die als Ballast zum Beispiel Dachkies aufnimmt.
Holinger Solar AG verwendete die ConSole erstmals mit ungerahmten Solarmodulen,
sogenannten Laminaten. Laminate bieten gegenüber den gerahmten Modulen den
Vorteil geringerer Verschmutzung.
Das Laminat BP585 von BP Solar, montiert auf ConSole
Die genaue Beschreibung der Montage ist bei Holinger Solar AG erhältlich (E-Mail: [email protected]).
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
E6
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
E7
Hybride autonome Stromversorgungen mit
PV-und FC-Elementen
U. Muntwyler
Muntwyler Energietechnik AG
Ziegelei - Märit, Postfach 512
CH-3052 Zollikofen
Email: [email protected]
Weltweit sind viele Millionen autonome Stromversorgungen im Betrieb. Durch das starke Wachstum des Telekommunikationsmarktes, von Mess- und Überwachungstationen
steigt auch die Nachfrage nach Stromversorgungen. Sie haben einige limitierende Faktoren:
n
Fehlen von zuverlässigen Stromversorgungen mit hoher MTBF
n
Investitions-, Service- und Unterhaltskosten
Mit der Photovoltaik ergab sich in den letzten 20 Jahren die Möglichkeit zuverlässige
Stromversorgungen zu günstigen Investions- und sehr günstigen Service- und Unterhaltskosten zu erstellen. Viele Anwendungen wie Telekommunikationsanlagen, Messtationen, Signalanlagen etc. wurden erst mit der Photovoltaik möglich.
Ein limitierender Faktor der Photovoltaik in diesen Anwendungen ergibt sich durch die
Tatsache, dass der Verbrauch meistens konstant ist. Damit wird die schwache Einstrahlung im Winter der limiterende Faktor. Dies ist besonders dort gravierend, wo
durch topografische Gegebenheiten die direkte Einstrahlung im Winter ausbleibt. Eine
Abhilfe dazu ist die „hybride Anlage“ 1.
Mit dem P+D-Projekt „Hybride autonome PV-FC-Stromversorgungen“ soll die neue
Möglichkeit der Brennstoffzellen ausgelotet und erprobt werden. Dies kann der Photovoltaik weitere Anwendungssegmente erschliessen.
In diesem Leistungsbereich kommt der Einsatz von Dieselgeneratoren nicht in Frage,
weil sie zu wenig zuverlässig, zu gross, zu teuer in Anschaffung und Unterhalt, sowie zu
wartungsintensiv sind.
Hybride Anlagen in „Praxis mit Solarzellen, Urs Muntwyler, S. 77, 4. Auflage Franzis
Verlag München 1991
1
Solar Powerbox - 10 Lektionen für den
Solarstrom
1 T.
Nordmann, R. Meier, 2 A. Kottmann
1 TNC Consulting AG, Seestrasse 141; 2 kottmann energie ag
1 CH-8703 Erlenbach; 2 CH-6004 Luzern
1 Tel.: 01 991 55 77, Fax: 01 991 55 78
Email: [email protected]
Der Wunsch nach einem Lehrmittel zum Thema Solarstrom entstand im Rahmen des
Elektro-Berufsschul- Programmes des Bundesamtes für Energie. Es sollte ein Lehrmittel /
didaktisches Hilfsmittel sein, welches die Berufsschullehrer in der Vermittlung des Themas
Photovoltaik unterstützt und die Schüler für das Thema begeistert.
Folgende 10 Themen zum Solarstrom sind in der Solar Powerbox behandelt:
1
Warum Solarstrom?
2
Meteorologische Grundlagen
3
Solarzellentechnologie
4
Vom Solarmodul zum Modulfeld
5
Tipps für eine gute Solarstromanlage
6
Inselanlage
7
Netzverbundanlage
8
Wechselrichter
9
Montagesysteme und Sicherheit
10
Planung und Realisierung
Der Ordner enthält zu jedem Thema einen A3-Flyer und 6-8 Folien-Vorlagen im A4 Format. Zudem sind auf einer dazugehörenden CD-ROM alle Folien elektronisch enthalten.
Der A3-Flyer enthält eine Zusammenfassung des Themas und Verkleinerungen der Folien mit Kurztexten. Dieser Flyer führt den Lehrer wie ein roter Faden durch das Thema.
Die CD-ROM kann für den Ausdruck der Folien auf Papier oder für die Herstellung von
Hellraumprojekter-Folien gebraucht werden. Die im PDF-Format gespeicherten Folien
können auch direkt für eine Beam Projektion genutzt werden.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
F1
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
G3
PV/T*-Schiefer - Resultate einer Feldmessung
1, 2 Sven
Kropf, 1 Alfred Moser, 2 Gerhard Zweifel
Air&Climate, ETH Zentrum LOW
2 Zentrum für interdisziplinäre Gebäudetechnik, HTA Luzern, Technikumstr. 21,
1 CH-8092 Zürich, 2 CH-6048 Horw
Tel.: 01 632 54 46, Fax: 01 632 10 23
Email: [email protected]
1 Gruppe
In einer Feldmessung von Juli 2001 bis März 2002 wurde die Hinterlüftung von doppelt überlappten PV-Schiefer-Systemen an Hand eines Prototyps untersucht. Dabei
wurden folgende Parameter variiert: Luftvolumenstrom (10 - 130 m3/h m2), Neigungswinkel der Gebäudehülle (30 - 90 °), Spaltweite (6 - 10 mm).
Zelltemperaturen: Gemessen wurde der Wert (TZelle - TAussenluft) / (Einstrahlung auf 1m2
Modulfläche in kW). Dieser Wert bedeutet die Zell-Übertemperatur bei 1'000 W/m2.
Der Wert wurde aus Stundenmittelwerten bestimmt und über einen Tag (gewichtet mit
dem elektrischen Ertrag) gemittelt. Er hängt natürlich sehr stark vom LuftVolumenstrom ab:
bei kleinem Luft-Volumenstrom:
bei grossem Luft-Volumenstrom:
45°C
30°C
Zum Vergleich: An PV-Fassaden ohne Hinterlüftung beträgt dieser Wert bis zu 70°C.
Lufterwärmung: Gemessen wurde der Wert (TLuftaustritt - TAussenluft) / (Einstrahlung auf
1m2 Modulfläche in kW). Dieser Wert bedeutet die Lufterwärmung bei 1'000 W/m2.
Der Wert wurde aus Stundenmittelwerten bestimmt und über einen Tag (gewichtet mit
dem thermischen Ertrag) gemittelt. Er beträgt:
bei kleinem Luft-Volumenstrom:
bei grossem Luft-Volumenstrom:
30°C
13°C
Thermischer Komponenten-Wirkungsgrad: Gemessen wurde der Wert (in der Austrittsluft gewonnene Wärme) / (Einstrahlung auf die gesamten Modulflächen). Die
Energiebeträge wurden jeweils über einen Tag bei konstantem Luftvolumenstrom integriert:
bei kleinem Luft-Volumenstrom:
bei grossem Luft-Volumenstrom:
15%
40%
* PV/T = photovoltaisch/thermisch
2002
1982-2002: State of the 1st grid-connected
PV plant in Europe
A. Realini, E. Burà, N. Cereghetti, D. Chianese, S. Rezzonico; 2 T. Sample,
H. Ossenbrink
1 LEEE-TISO, Laboratory of Energy, Ecology and Economy
1 University of Applied Sciences of Southern Switzerland (SUPSI), CP 110; 2 ESTI, JRC,
Ispra
1 CH-6952 Canobbio; 2 via E. Fermi, I-21020 Ispra (VA)
1 Phone: +41 91 935 13 55, Fax: +41 91 935 13 49;
2 Phone: +39 0332 789172, Fax: +39 0332 789268
Email: [email protected]
1
The MTBF project is a collaboration between the LEEE-TISO and the ESTI laboratory
(JRC, Ispra) to determine the Mean Time Before Failure of the 10 kW PV plant installed
on the roof of the University of Applied Science of Southern Switzerland (SUPSI). The
importance of this study is improved by the fact that it concerns the first grid-connected
PV plant in Europe (1982).
From the beginning of the MTBF project till now interesting results have been obtained,
giving the possibility to draw first conclusions on plant conditions and on its hypothetic
lifetime; and, on the other hand, to find other aspects to analyse and in which to go
deep.
The indoor performance measurement of all 252 modules of the plant (with the LEEETISO Sun Simulator) was one of the most important works executed in 2001. Obtained
data gave the possibility to correlate visual defects with module electrical characteristics and to accurately estimate their power degradation. The most remarkable result
shows that 59% of the modules exhibit a variation of less than –10% to the stated
nominal power, meaning that, after 20 years, the larger part of the modules respects
the guarantee limits (-10%) declared by the manufacturer.
Another interesting result concerns the effect of overheated areas on module performance: hot-spots represent the principal cause of power degradation, for example the
least efficient module of the plant, with a maximum power of 26.2 W (-29% with respect to the nominal value) has a hot-spot.
ACKNOWLEDGEMENTS
This project is financially supported by the Federal Office for Education and Science
(BBW, Bern).
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
G4
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
G5
Monitoring of the 16.8 kWp PV-Plant
with CIS modules in St. Moritz
N. Cereghetti, D. Chianese
LEEE-TISO, Laboratorio di Energia, Ecologia ed Economia (LEEE)
Scuola Universitaria professionale della Svizzera Italiana (SUPSI), CH-6952 Canobbio
Tel.: ++41 935 13 55, Fax:++41 935 13 49
Email: [email protected]
This 16.8 kWp grid-connected PV plant, currently the largest in Europe using CIS (Cupper Indium diselenide) modules, went into operation on the 22nd December 2000. The
plant, made up of 420 ST40 modules (40 W) manufactured by Siemens & Shell Solar,
is situated on the roof of the Ludains ice rink in St Moritz.
The aim of this project is to observe CIS module behaviour when connected to the grid
and under extreme environmental conditions (at altitude).
The PV array of this plant consists of 7 sub-arrays connected to the public grid by 7
Sunrise Maxi inverters manufactured by the Fronius company. Each sub-array comprises 6 strings of 10 modules in series.
The measuring equipment for detailed monitoring, installed at the plant on the 27th
July 2001, enables collection of local climate data (irradiation at two different points on
the plant and ambient temperature), measurement of currents of all the strings, of
voltages DC and powers AC (at inverter exit) of each sub-array and of temperature at
the back (Tbom) of 3 plant modules.
In September, apart from a thermographic analysis of the plant, outdoor measurements of the I-V characteristics of the 42 strings were carried out. Extrapolation at STC
reveals that the average nominal power (after initial degradation) of the plant modules
is around 40 W, the same as that declared by the manufacturer.
Measurement at STC of 4 reference modules using a pulsed solar simulator did not
reveal values of any significance.
An analysis of plant PR values shows a similar behaviour of CIS modules to the crystalline ones and that some strings produce less due to partial shadows (near buildings).
2002
Erste Resultate aus dem Projekt
Langzeitverhalten
von netzgekoppelten Photovoltaikanlagen 2
H. Häberlin, Ch. Renken
Berner Fachhochschule, Hochschule für Technik und Architektur (HTA) Burgdorf
Labor für Photovoltaik, Jlcoweg 1, CH-3400 Burgdorf
Tel: 034 426 68 53, Fax: 034 426 68 13
Email: [email protected]
Im Rahmen mehrerer Langzeit-Messprojekte registriert die HTA Burgdorf seit 1992 den
Energieertrag und die Zuverlässigkeit von heute über 38 PV-Anlagen mit total 51
Wechselrichtern. Im Jahre 2001 wurden zwei neue Anlagen ins Messprogramm aufgenommen.
Anlage Mont Soleil
Höchste Priorität hatte zunächst der Bau und die Inbetriebnahme der neuen Messeinrichtung der PV-Anlage Mont Soleil, wo während einiger Zeit keine detaillierten Messungen mehr erfolgten. Der Start der Messung erfolgte am 1.6.2001. Sie läuft seither
störungsfrei. Die bereits über 9 Jahre alte Grossanlage hat zwar noch kleinere betriebliche Mängel, sie hat aber immer noch eine erstaunlich hohe Performance Ratio.
Drei verschiedene Dünnschichtzellen-Technologien im direkten
Vergleich
Neben den laufenden Messungen an den übrigen PV-Anlagen (z.B. Jungfraujoch, Birg,
Liestal, sowie vielen Anlagen in Burgdorf) wurde im zweiten Halbjahr die neue Forschungs-PV-Anlage „Newtech – Netzgekoppelte Photovoltaikanlage mit drei verschiedenen neuartigen Dünnschichtzellen-Technologien“ in Burgdorf geplant und realisiert. Sie
besteht aus drei identischen Wechselrichtern TOP Class Spark, aber drei verschiedenen
Dünnschichtzellen-Solargeneratoren zu je etwa 1 kWp am genau gleichen Standort. Mit
dieser Anlage ist ein fairer Vergleich von Solarmodulen aus amorphem Tandem-Si-Zellen
(Millenia von BP Solar), amorphem Tripel-Si-Zellen (Unisolar) und CIS-Zellen von Siemens
Solar möglich. Die Anlage ist mit einer aufwändigen Feinmesstechnik ausgerüstet. Bis
zum Zeitpunkt der Tagung dürften erste belastbare Resultate vorliegen.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
G6
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
G7
Netzverbundanlagen im Alpenraum:
12 Anlagen – 12 Jahre Erfahrung
Raimund Hächler
ars solaris hächler, Masanserstr. 62
CH-7000 Chur
Tel.: 081 353 32 23, Fax: 081 353 32 13
Email: [email protected]
Die Realisierung der 100kWp-Anlage auf den Schallschutzwänden an der A13 bei Chur
im Jahre 1989 war der Startschuss für den Bau einer Vielzahl von PV-Anlagen auch in
Graubünden. Unser Poster stellt eine nicht repräsentative Auswahl von Anlagen vor, die
von 1990 bis 2001 erstellt wurden und seither lückenlos erfasst sind. In Wort und Bild
werden die Anlagen dargestellt und über die gemachten Erfahrungen berichtet.
Die 12 Anlagen weisen eine total installierte Leistung von 165kWp auf. Dabei wurden 7
unterschiedliche Modultypen von 5 Herstellern sowie 6 Wechselrichtertypen von 3 Herstellern eingesetzt. Der mittlere spezifische Jahresertrag liegt bei 930kWh/kWp/y.
Rendement énergétique de deux installations
photovoltaïques intégrées en silicium amorphe
dans la region neuchâteloise
Reto Tscharner
Institut de Microtechnique, Breguet 2
CH-2000 Neuchâtel
Tél: 032 718 33 55, Fax: 032 718 32 01
Email: [email protected]
Les deux installations sont intégrées dans la toiture sud des bâtiments et ne disposent
pratiquement pas de ventilation à l’arrière des panneaux. Pendant les mois d’été, la
température des modules en silicium amorphe (tandem) atteint souvent 60 à 70 °C.
Institut de Microtechnique
Neuchâtel
Club nautique “La Galère” Auvernier
6.44KWp
2.74 kWp
124 m2
60 m2
octobre 1996
juillet 1997
Indice de performance
0.76
0.76
Rendement spécifique
annuel,1997-2001
990 kWh/kWp
982 kWh/kWp
100 %
100 %
Puissance installée
Surfaçe
Mise en service
Disponibilité des installations
Les deux installations se distinguent par une très haute fiabilité: aucune panne ne s'est
produite depuis leur mise en service.
L'expérience de 5 ans de service des deux installations confirme que les panneaux en
silicium amorphe offrent des avantages particuliers pour l'intégration architecturale
(toitures, façades) où la ventilation arrière est souvent limitée, voir absente. En effet,
une ventilation arrière est indispensable pour les panneaux en silicium cristallin à
cause de la forte diminution de leur rendement dû à la température (env. 0.45 %/°C).
Pour les panneaux amorphes cette diminution est extrèment faible, voir absente. Il en
alors résulte un rendement énergétique de 15 à 20 % supérieur à celui d’une installation en silicium cristallin de puissance nominale égale.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
G8
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
G9
Orientation of Solar Panels to the Elevation
of the Sun, Revisited
H. Kiess; 2 W. Durisch
1 Consultant Solar Energy, im unteren Tollacher 11; 2 Paul Scherrer Institut
1 CH-8162 Steinmaur; 2 CH-5232Villigen PSI
1 Tel.: 01 854 05 28, Fax: 01 853 01 60
2 Tel.: 056 310 21 11, Fax: 056 310 21 99
Email: 1 [email protected], 2 [email protected]
1
It has theoretically and experimentally been shown in various papers that orienting single panels to the sun’s position may increase the yearly yield of energy by about 30 %
over panels with fixed orientation. However, in order to avoid mutual shading the separation of the panels has markedly to be increased. Hence the gain in yield per unit area
becomes as a rule smaller than for an array of panels in fixed position.
Alternatively, it has been shown that linear arrays of solar cells in the focus of
reflecting parabolic troughs 1) 2) using one axis tracking may be a viable solution. Due
to the concentration of the sun light an improved efficiency of the cells and a higher
yearly yield may be expected. This kind of tracking is certainly useful regions with
predominant direct irradiation by the sun. Problems may arise in efficiency by the
increased heating of the solar cells and by a deterioration of the mirrors
In areas with more than about 30 % of diffuse light the ‘trough solution’ is not
applicable. It is, therefore, suggested here to construct a different kind of panel which
can also be used on inclined roofs: The rows of solar cells of such a panel are mounted
on revolvable axes. A simple device which monitors the elevation of the sun is used to
control the orientation of the rows of solar cells in the panel. Both, daily and seasonal
variations in the elevation of the sun are tracked. The panels require cooling of the
cells by air flow the heat of which can be utilised. The advantage of such a construction
would be: (i) a smaller number of (expensive) solar cells which is required and (ii) a
coproduction of electrical and heat energy. Measurements on an experimental panel
are presented in order to obtain results on the electrical yield of the such the system.
The electrical yield per unit area is, not unexpected, lower than for a conventional
panel.
1) G. Sala et al., Proc. 25th IEEE Photovoltaic Spec. Conf. (1996), p. 1207
2) G. Sala et al., Proc. 16th Europ. PVSEC, (2000) Vol. III, p. 2073
2002
A socio-technical simulation for multi user
photovoltaic stand-alone systems
H.-J. Mosler, W. M. Brucks
University of Zurich, Departement of Psychology, Division of Social Psychology
Plattenstrasse 14, CH - 8032 Zürich
Tel: 01 634 21 18, Fax: 01 634 49 31
Email: [email protected], [email protected]
Experience has shown that major social and technical problems can arise under certain
conditions when a rural (developing country) community is provided with electrical
energy by a stand-alone pv-system that has its limits on the energy provision. The
technical systems on the one hand need improvements in components, design and
installation. The human communities on the other hand need improvements in
operation, knowledge, acceptance of limits, behavioral adaptations and in social
organization around the new technology. As the community and the pv-system interact
in many ways it’s useless to focus only on one of them when improvements should be
made. Therefore we propose a new computer simulation approach that takes into
account the technical problems as well as the social ones.
In this approach a technical pv-model provides information about the system’s status
and a social model of human resource use provides information about the user behavior. The combined model will be fed with two kinds of data: synthetic meteorological
data for characterising the climate at a specific site and real social data from face to
face interviews in Spanish pv-communities for characterising the human community
using the system. By simulating different scenarios on the computer improvement
measures can be tested in silico without the need of much money or manpower. Different kinds of system-designs can be tested in different kind of communities. In the end
we hope to be able to make a perfect fit between the needs of the community and the
performance of the pv-system. If the socio-technical simulation approach succeeds it
will improve the performance (including costs) and the durability of a planned pvsystem and more important the satisfaction of the people using it.
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Simposio fotovoltaico nazionale
H2
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
J1
Le courant vert en Suisse romande
1
Solstis Sàrl, Sébeillon 9b; 2 Médiactif SA, Quai Maria-Belgia 10
1CH-1004 Lausanne; 2CH-1800 Vevey
1Tel 021 622 50 75, Fax 021 622 50 71
2Tel 021 923 59 17, Fax 021 923 59 00
Email: [email protected]
La promotion du courant vert en Suisse romande est une action soutenue par l’office
fédéral de l’énergie dans son programme Suisse énergie au travers des associations
Suisse Eole et Swissolar. Le but de cette action est l’accroissement des offres de courant vert de la part des distributeurs d’électricité et la stimulation de la demande de la
part des consommateurs.
Cette action déploie ses efforts dans deux directions principales:
Les distributeurs d’électricité qui sont au centre du réseau. L’action les soutient dans
leur démarche de manière suivante:
- Information régulière et personnelle de l’évolution du marché du courant vert
- Mise à disposition d’une large étude de marché réalisée en 2001 sur l’intérêt de la
population pour une telle offre.
- Appui actif lors du lancement d’une offre de courant vert (conférence de presse,
mise à disposition de bulletins de souscriptions, mise en contact avec les producteurs de courant vert)
- Visite d’installations de courant vert
Le grand public est quant à lui régulièrement informé de l’action au travers de:
- Stands d’informations dans les comptoirs cantonaux romands
- Articles de presse dans les journaux
- Le site Internet www.courant-vert.ch
Les résultats à ce jour sont les suivants :
- Le 20% des distributeurs d’électricité offrent du courant vert en Suisse romande
- Environ 15 % des personnes interrogées connaissent une offre de courant vert
- La participation aux offres existante est de 0.5 à 3%
L’action se poursuit en intégrant de nouveaux acteurs qui sont les producteurs
d’énergie hydraulique certifiée Naturemade qui se doivent de fournir au moins le 2.5%
de leur production avec du courant vert.
Solar Electri City Guide
Marcel Gutschner, Stefan Nowak
NET Nowak Energy & Technology Ltd, Waldweg 8
CH-1717 St. Ursen
Tel +41 (0)26 494 00 30, Fax +41 (0)26 494 00 34
Email: [email protected]
Das Ziel des Projekts „PV City Guide“ und der Schlusspublikation ist
es, die Chancen der Photovoltaik in der städtebaulichen und kommunalen Umgebung für heute und morgen aufzuzeigen und damit eine
Perspektive zu einer nachhaltigen Entwicklung des Siedlungsraums
zu ermöglichen. Der Guide wendet sich also in erster Linie an die Akteure der Raum- und Siedlungsplanung sowie des Städtebaus.
Aufbau und Inhalt
Der Solar Electri City Guide ist in seiner internationalen englischsprachigen Ausgabe in
acht thematische Kapitel gegliedert:
1. Anwendungsmöglichkeiten der Photovoltaik im urbanen Gebiet
2. Projektmanagement und -beispiele
3. Urbane Strategien und Programme zur
photovoltaischen Integration
4. Potenzial des Solarstroms in Städten
5. Städtebau und -entwicklung
6. Solararchitektur im Gebäude
7. Finanzierungsmechanismen
8. Rechtliche Rahmenbedingungen
Resultate und Folgeaktivitäten
Der Solar Electri City Guide ist über Europa
hinaus auf ein bemerkenswertes Interesse
gestossen - und dies insbesondere auch ausDie 52-seitige Broschüre Solar ElectriCity Guide ist das materielle Hauptergebserhalb des Photovoltaik-Fachkreises. Die Renis des Projekts „PV City Guide“
sultate widerspiegeln die Bedeutsamkeit integrierender Ansätze im Bereich Energie und
Urbanismus.
Im Rahmen von energie schweiz sind Schweizer Editionen in Deutsch, Französisch und
Italienisch vorgesehen. Der internationale Solar Electri City Guide wird hierfür angepasst und mit schweiz-spezifisch relevanten Themen und Illustrationen ergänzt.
Dank
Das Projekt „PV City Guide“ wurde im 5. Rahmenprogramm vom BBW und der EU unterstützt. Die Schweizer Editionen werden von energie schweiz unterstützt.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
J2
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
K2
IEA Task V - 'Grid Interconnection of Building
Integrated and Other Dispersed Photovoltaic
Power Systems'
D. Ruoss; 2 S. Taiana
1 Enecolo AG, Lindhofstr. 52; 2 ewz, Tramstrasse 35
1 8617 Mönchaltorf; 2 8050 Zürich
1 Tel: 01 994 90 01, Fax: 01 994 90 05, 2 Tel: 01 319 44 55, Fax: 01 319 41 97
Email: 1 [email protected]; 2 [email protected]
1
Summary
Task V is a working group of the International Energy Agency (IEA), Implementing
Agreement on Photovoltaic Power Systems (PVPS). The title of the working group is
"Grid Interconnection of Building Integrated and Other Dispersed Photovoltaic Power
Systems" and started its activity in 1993 to investigate the grid interconnection issues
through international collaborations. The subtasks 10, 20 and 30 concluded successfully end of 1998.
The Task V extension (Subtask 50 "Study on Highly Concentrated Penetration of Grid
Interconnected PV Systems") has following objectives. To assess the net impact of
highly concentrated PV systems on electricity distribution systems and to establish recommendations for both distribution and PV inverter systems to enable widespread deployment of solar energy. Switzerland is involved as co- working country in reporting of
PV system grid- interconnection technology, evaluation of islanding detection methods,
maximum penetration level of PV systems and financial aspects for PV systems.
Clearly one of the highlight in the Subtask 50 work is the one-year measurement in the
Netherlands to determine the probability of an islanding situation with a multiple PV
system in a normal residential grid. Measurements were taken and stored every second. The number of possible islanding conditions, categorised by how well loads are
matched to PV output, are determined for several penetration levels of PV. Information
was also obtained on the length of time that an island condition could be sustained.
The risks of islanding will be determined via fault-tree analysis. Detection schemes for
islanding are obtained via an international survey. Together with the results from islanding tests at Sandia National Laboratories conclusions can be given on the effectiveness of these detection schemes. Thanks to all these information, adequate detection methods for islanding will be studied and reported on.
Based on the results a workshop will be held on the new islanding experiences. The
workshop will take place in Arnhem (NL) in 24. / 25. January 2002. The outcome of the
workshop work will provide a better understanding of the probability of the islanding
phenomena and should lead towards cost- effective and safe methods for the detection.
8 reports on the topics Review of PV system grid- interconnection technology, Research
on Islanding, Capacity of the PV systems and the Workshop proceeding can be ordered
by Enecolo AG.
IEA Task VII - PVPS - Photovoltaic Power
Systems in the Built Environment
D. Ruoss, P. Toggweiler; 2 C. Roecker
1 Enecolo AG, Lindhofstr. 52; 2 EPFL- LESO
1 8617 Mönchaltorf; 2 1015 Lausanne
1 Tel: 01 994 90 01, Fax: 01 994 90 05; 2 Tel: 021 693 43 41, Fax: 021 693 27 22
Email: 1 [email protected]; 2 [email protected]
1
Summary
Task 7 is a working group of the International Energy Agency (IEA) which started its activity in 1997 and will run them till July 2002 with the final conference in Amsterdam.
The activities are organised in 4 subtasks (architecture, system technologies, nontechnical barriers, demonstration and dissemination). The task objectives are to enhance the architectural quality, the technical quality and the economic viability of PV
systems in the built environment and to assess and remove non-technical barriers for
their introduction as a significant energy option. It is expected that the successful integration of PV systems into the built environment will contribute significantly to the future spread of PV.
Primary focus is on the integration of PV into the architectural design of roofs and facades of residential, commercial and industrial buildings and other structures in the
built environment (such as noise barriers, parking areas and railway canopies). Further
focus is put on other market factors, both technical and non- technical, that need to be
addressed and resolved before wide-spread adoption of PV in the built environment will
occur. Task 7 formally concludes 31st December 2001 and will present some outstanding activities as reports and on the Internet.
In subtask 1 ‘Architecture’ is a database jointly developed by Bear Architekten, NL and
Enecolo AG, CH. The database is accessible for the public under www.pvdatabase.com
and presents in one section world-wide PV applications in different building areas. Further a second section presents an overview of available BIPV system technologies today. Certainly a highlight will be the Task 7 book, targeting architects, engineers and
the PV community with high-profile case studies and several general information on
BIPV issues.
In subtask 2 ‘System technologies’, which is lead by Enecolo AG, five reports will be
published. The public reports are ready to order from the homepage of Task 7
(www.task7.org). The PV potential report is prepared by NET AG and will be included in
an overall Subtask 3 ‘Non- technical barriers’ report. The report contains issues like
economics, PV potential, marketing and publicity strategies concerning non- technical
barriers.
An important topic in the subtask 4 ‘Demonstration and dissemination’ work remains
the DEMOSITE in Lausanne, co-ordinated by EPFL- LESO. The site has now around 32
systems on display and is also available for “virtual visits” on www.demosite.ch. Further
‘Training and education’ package has been developed and will be added as CD- ROM in
the Task 7 book or can be ordered on the Task 7 homepage.
Nationale Photovoltaiktagung
Simposio fotovoltaico nazionale
2002
K3
Simposio fotovoltaico nazionale
Nationale Photovoltaiktagung
2002
Z1
Magazine: FV Fotovoltaici
Marco Pinetti
FV Fotovoltaici, Via Gramsci 63
I-20032 Cormano (Milano)
Tél.: 0039 02 66 302 904, Fax: 0039 02 663 02 914
E-Mail: [email protected]
“FotoVoltaici” è la prima e unica rivista in Italia interamente dedicata alla produzione di
energia elettrica dal sole.
FotoVoltaici è una pubblicazione a frequenza bimestrale, raccoglie fra i suoi collaboratori personalità di spicco nel mondo dell’industria e della ricerca e può, a buona ragione, considerarsi la voce delle aziende, degli enti e degli operatori attivi in questo campo.
Fotovoltaici è indirizzata ad un settore diversificato di utenti, che spazia da tecnici ad
amministratori pubblici responsabili di energia e ambiente, da architetti e consulenti
aziendali a coloro che hanno a cuore la salute e il rispetto dell’ambiente.
A tre anni dal suo lancio, FotoVoltaici si è imposta come la voce autorevole sull’energia
elettrica solare presente sul mercato editoriale italiano, contribuendo non solo allo
sviluppo del settore, ma agendo anche quale promotrice di manifestazioni fieristiche,
convegni e seminari specializzati.
FotoVoltaici è oggi distribuita in edicola e nelle librerie specializzate.