30 Prozent Kostensenkung möglich

(14. Dezember 2013) Trotz der Entwicklungserfolge der letzten Jahre ist das Kostensenkungspotenzial von Solarstrom noch nicht ausgeschöpft. Das ergab eine Umfrage unter 68 führenden Solarforschern, die sich in der 2010 gestarteten „Innovationsallianz Photovoltaik“ zusammengeschlossen haben.

Laut den Experten muss an drei Stellschrauben gedreht werden, um Solarstrom günstiger zu machen: Steigerung des Wirkungsgrades von PV-Anlagen, die Senkung von Materialkosten und die Optimierung von Herstellungsprozessen.

Schon seit 2006 sind die Kosten für schlüsselfertige Solarstromanlagen um 67 Prozent gesunken. Bis 2020 sind Kostensenkungen um weitere 30 Prozent möglich. Die PV steht damit weltweit an der Schwelle zur Wettbewerbsfähigkeit mit konventionellen Stromquellen.

Neuer Solarrekord: 44,7 % Wirkungsgrad

(27. September 2013) Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), Freiburg, erzielte zusammen mit Soitec, dem französischen Forschungsinstitut CEA-Leti und dem Helmholtz Zentrum Berlin einen neuen Weltrekord bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Strom. Nach drei Jahren Forschung wurde mit einer Vierfachsolarzelle bei einer 297-fachen Konzentration ein Rekordwirkungsgrad von 44,7% des Sonnenlichts gemessen. Erst im Mai hatte das deutsch-französische Team eine Solarzelle mit 43,6% Wirkungsgrad präsentiert, die für den neuen Rekord mit verbessertem Material optimiert wurde.

Bei den aus der Weltraumtechnologie kommenden Mehrfachsolarzellen werden mehrere Zellen aus unterschiedlichen III-V-Halbleitermaterialien übereinander gestapelt. Die einzelnen Teilsolarzellen absorbieren unterschiedliche Spektralbereiche des Sonnenlichts. Solche Solarzellen werden in der Konzentrator-Photovoltaik (CPV) eingesetzt, einer Technologie, die an den Standorten mit hoher Direktstrahlung doppelt so hohe Wirkungsgrade wie konventionelle Solarkraftwerke ermöglicht.

Eine zentrale Rolle bei der Optimierung spielt das Wafer-Bonden – ein neues Verfahren, das zwei Halbleiterkristalle miteinander verbindet, die aufgrund unterschiedlicher Kristallgitter nicht aufeinander passen. Damit werden optimale Halbleiterkombinationen für höchsteffiziente Solarzellen hergestellt. Produziert werden Konzentratormodule von der Soitec, die 2005 unter dem Namen Concentrix Solar als Ausgründung des Fraunhofer ISE startete. Das Unternehmen baute bereits CPV-Kraftwerke in 18 Ländern, u. a. in Italien, Frankreich, Südafrika und in Kalifornien.

Einspeisevergütung sinkt

(20. September 2013) Die Vergütungssätze für PV-Anlagen sinken im Zeitraum vom 1. August bis zum 31. Oktober 2013 jeweils zum Monatsersten um 1,8 Prozent. Der Zubau an PV-Anlagen hat sich in diesem Jahr abgeschwächt.

Allerdings ist laut Bundesnetzagentur der gesetzlich vorgesehene Zubaukorridor, an dem sich die Vergütung des Stroms aus PV bemisst, im maßgeblichen Zeitraum wieder überschritten worden. Die Überschreitung ist aber geringer als bei den letzten Festsetzungen. Erstmals wird die Vergütung im Oktober 2013 für große Dachanlagen von ein MW bis zehn MW und Freiflächenanlagen bis zehn MW unter zehn Cent pro kWh fallen.

Die Einspeisevergütung für PV-Anlagen wird nach dem EEG monatlich automatisch angepasst. Hierbei ist eine konstante Absenkung der Vergütungssätze um je ein Prozent vorgesehen. Die Einspeisevergütung wird zusätzlich abgesenkt, wenn sich der Zubau oberhalb des im EEG festgelegten Korridors von 2.500 bis 3.500 MW pro Jahr bewegt. Die Absenkung erfolgt dabei stufenweise je nach Höhe der Überschreitung. Eine Unterschreitung des Zubaukorridors führt dagegen zu einer geringeren Absenkung bzw. Beibehaltung der Vergütung.

Handys: Smart laden

(19. September 2013) In ausgewählten Starbucks-Cafés im Silicon Valley ist es nun möglich, Smartphones drahtlos aufzuladen. Smartphones verbrauchen ständig Strom, die Akkus entleeren sich.

Mit der neuen Technik wird der Akku einfach dadurch aufgeladen, dass ein Telefon mit einem sogenannten PMA-Zertifikat auf dem Tisch liegt. Bei Verbrauchern kommt der Service gut an. Viele Unternehmen bieten bereits Smartphone-Hüllen und tragbare Akkus mit PMA-Zertifikat an: Blackberry, HTC, LG, Samsung, ZTE.

Kompatible drahtlose Ladepunkte sind bereits in großen Flughäfen, Stadien, Restaurants, Fitnesscentern und Friseursalons installiert.

Mit dem Touchscreen laden

(4. September 2013) Der französische Solarmodulhersteller SunPartner hat eine transparente Solarfolie entwickelt, durch die jeder Träger wie z.B. ein Touchscreen-Handy in eine Solarenergie erzeugende Oberfläche umgewandelt werden kann. Dadurch kann die Größe der Akkus reduziert und die Lademöglichkeiten ausgeweitet werden.

Die "Wysips"-Technologie beruht auf einem Netz aus Mikrolinsen, das auf eine PV-Dünnschicht aufgebracht ist. Die Folie lässt sich an alle Oberflächen anpassen und findet überall dort Anwendung, wo drahtlose und energieautarke Lösungen notwendig sind. Bis 2015 werden etwa 570 Mio Smartphones hergestellt, die Hälfte davon wird mit einem Touchscreen ausstattet sein, aktuell sind es nur 10%.

SunPartner hat bereits 33 Patente für seine Technologie eingereicht und verschiedene Preise gewonnen. Ziel des Unternehmens ist es, 2014 die ersten Lizenzen mit einem Hersteller zu unterzeichnen. Der chinesische Handyhersteller TCL Communication führt Integrationstests mit der neuen Technologie durch, um die Funktionsfähigkeit zu überprüfen.

Altmaier prahlt mit PV-Absturz

(12. Juli 2013) Bundesumweltminister Peter Altmaier hat den von ihm verantworteten Einbruch beim Neubau von PV-Anlagen als Erfolg bezeichnet. Die Reform wirke, der PV-Ausbau sei nun auf einem nachhaltigen Kurs. Nach drei Jahren mit Rekordausbau von je über 7000 MW sei der Ausbau heuer erstmals wieder auf den vorgesehenen Pfad von 2500 bis 3500 MW zurückgekehrt, so der Minister. Derzeit würden monatlich 300 bis 350 MW neu zugebaut, bis Ende Juni habe der Zubau für 2013 bei insgesamt 1800 MW gelegen. Das sei ein Rückgang von 40% bis 50%, aber immer noch ein beachtlicher Ausbau, der voll im Zielkorridor der Energiewende liege.

Die Vergütungssätze für PV seien in den letzten Jahren drastisch um zwei Drittel abgesenkt worden, hieß es, allein 2012 um bis zu 30%. Die durch neue Anlagen entstehenden Kosten hätten sich seit 2010 um 85% reduziert. Die Struktur des Ausbaus habe sich verändert: Neue Anlagen würden zunehmend für den Eigenverbrauch installiert, was die Differenzkosten für die EEG-Umlage weiter senke. Der Effekt des Neuzubaus werde 2013 voraussichtlich bei unter 0,1 Cent je kWh liegen. Derzeit sind in Deutschland 34 GW an PV installiert. Die Förderung für neue Anlagen läuft beim Stand von 52 GW aus.

Der Absturz der PV-Branche ist nicht nur aus Sicht der Umwelt, sondern auch der betroffenen Betriebe ein sehr zweifelhafter Grund zum Stolz.

Abrechnung von minimalen Strombezügen

(19. Juni 2013) PV-Anlagen verbrauchen im Standby eine geringe Menge Strom. Einige Netzbetreiber rechnen dies ab wie einen selbständigen Verbraucher mit entsprechendem Grund- und Arbeitspreis. Das sollten sich die betroffenen Verbraucher nicht gefallen lassen, zumal der Strombezug typischerweise geringer ist, als die Messtoleranz der Stromzähler.

Diese minimalen Strombezüge stehen ausschließlich mit dem Erhalt der Einspeisungsbereitschaft im notwendigen Zusammenhang und sind somit vor dem Hintergrund der Anschluss- und Abnahmeverpflichtung des Netzbetreibers nach §§ 5; 8 EEG von diesem selbst bereitzustellen. Die Clearingstelle EEG hat in einer Entscheidung dazu klar Stellung bezogen und Anlagen bis 30 kWp freigestellt.

Als Abrechnungspreis für diesen minimalen Strombezug bietet sich an, die BDEW-Tabelle für die Abrechnung von Mehr- und Mindermengen im Verhältnis von Netzbetreiber und Stromlieferanten anzuwenden, auf die häufig in den Preisblättern der Netzbetreiber verwiesen wird.

Saudis setzen auf die Sonne

(6. April 2013) Saudi-Arabien will zu einem der weltweit größten Ökostromproduzenten werden. Die Regierungsorganisation King Abdullah City for Atomic and Renewable Energy veröffentlichte ein "White Paper" mit Details des Programms. Danach wird bis 2032 eine installierte Stromerzeugungskapazität von über 54 GW aus erneuerbaren Energien ausgeschrieben, davon 41 GW Solarenergie, der Rest aus Wind und Geothermie sowie Müllverstromung.

Das Programm richtet sich an in- und ausländische Bieter. Der Golfstaat setzt bei seinem Vorhaben einen Schwerpunkt auf sehr große Anlagen. Bis 2015 sind zunächst drei Ausschreibungsrunden mit bis zu 7000 MW geplant, die erste beginnt im Sommer 2013.

Solarstrom als Entwicklungshilfe

(1. April 2013) Aus dem Editorial der Zeitschrift ZEO₂ vom Januar 2013: Das war schon fast Gehirnwäsche. Spiegel und FAZ, Energiemonopolisten und FDP-Minister, Ökonomie-Professoren und Energieberater schossen vereint und aus allen Rohren.

Im Visier: die Energiewende, der „Solarwahn“, der „grüne Umweltzirkus“. Die Erhöhung der Öko-Umlage für die erneuerbaren Energien wurde zur großen Abrechnung mit Sonne, Wind und Co benutzt. Die Hunde bellten und der Geifer triefte. Inzwischen haben wir das Gröbste überstanden und es ist höchste Zeit, einen ganz anderen Blick auf jene Energierevolution zu werfen, die unser Land erfasst hat. Es ist eine Revolution mit weltweiter Ausstrahlung, deren Folgen auch in kleinsten Dörfern Afrikas und Lateinamerikas zu spüren ist, wo Solarzellen plötzlich bezahlbar geworden sind.

In sechs lateinamerikanischen Ländern wurden vergangenes Jahr 113.000 solare Kleinanlagen errichtet. Wichtigster Grund für den massiven Einsatz von Solarstrom in Entwicklungsländern ist der rasante Preisverfall durch den deutschen Massenmarkt. Photovoltaik-Anlagen seien in den armen Ländern Afrikas jetzt erstmals eine reale Option zur Milderung der Energieprobleme, so Felix Mathes vom Öko-Institut: „Das ist wahrscheinlich das erfolgreichste deutsche Entwicklungshilfeprogramm im Energiebereich, das es je gegeben hat.“

Anfang der 90er Jahre gab es in Brandenburg nur wenige, höher gelegene Flecken, an denen Windkraft wirtschaftlich war. Seitdem hat sich die Vergütung für Windstrom auf gerade noch sechs bis acht Cent je Kilowattstunde halbiert – trotzdem sind die Mühlen fast überall wirtschaftlich.

Die 50,2-Hertz-Problematik

Viele Photovoltaik-Anlagen müssen nachgerüstet werden. Kein Grund zur Panik. Louis-F. Stahl und Christian Märtel erklären hier die Hintergründe und das Verfahren.

(31. März 2013) Eine zuverlässige Stromversorgung wird von uns Energieverbrauchern als selbstverständlich erachtet. Doch bereits kleine Abweichungen von der Nennfrequenz im Stromnetz können zur Fehlfunktion von Geräten und Netzkomponenten führen. Beeinflusst wird die Netzfrequenz durch das Verhältnis von Einspeisung und Verbrauch von Strom im gesamten Netz. Um die Netzfrequenz konstant auf 50 Hz zu halten, koordinieren die Übertragungsnetzbetreiber im europäischen Verbundnetz bereits bei einer Abweichung von nur 0,01 Hz die Leistung von Kraftwerken und regelbaren Verbrauchern durch den Abruf von Regelenergie.

Louis- F. Stahl | Vorsitzender und Chefredakteur des BHKW-Forum, Betreiber eines Mini-BHKWs. Er gehört zu den Kennern der BHKW-Branche.

Für den Fall, dass ein Überangebot an Strom die Netzfrequenz auf einen Wert von über 50,2 Hz treibt, wurde vor vielen Jahren vorgesehen, dass sich die damals nur von wenigen Enthusiasten betriebenen Photovoltaikanlagen automatisch bei dieser Schwelle abschalten. Von der heute 32 Gigawatt starken Erzeugungsleistung dieser Anlagen wagte damals niemand zu träumen. Würde die 50,2-Hz-Schwelle heute überschritten, würde die plötzliche Abschaltung aller Anlagen wahrscheinlich einen Kollaps des gesamten Netzes zur Folge haben.

Aus der 50,2-Hz-Abschaltung konnte nur ein Problem werden, weil die Netzbetreiber die stetig ansteigende Erzeugungsleistung kleiner Anlagen nicht beachteten und es versäumten, eine Anpassung der Einspeiserichtlinien herbeizuführen. Im April 2011 wurden schließlich die überfälligen Änderungen beschlossen und die alte VDE-Norm 0126-1-1 durch die neue Niederspannungsrichtlinie VDE-AR-N 4105 ersetzt.

Mit der neuen Niederspannungsrichtlinie wurde die Abschaltfrequenz auf 51,5 Hz festgelegt, was den Netzbetreibern einen größeren Regelungsspielraum einräumt. Der alte Wert von 50,2 Hz markiert nunmehr die Grenze, ab der Erzeugungsanlagen ihre Einspeiseleistung stetig reduzieren müssen. Alternativ können sich die betroffenen Anlagen zwischen 50,2 und 51,5 Hz bei einem zufälligen Wert abschalten.

Neu errichtete PV-Anlagen müssen die geänderte Richtlinie seit dem 1. Januar 2012 erfüllen. Den stromerzeugenden Heizungen (BHKW) wurde eine längere Übergangsfrist bis zum 1. Juli 2012 gewährt.

Solaranlage mit Wechselrichter in Speyer

Für bestehende Anlagen besteht hingegen nach deutschem Recht grundsätzlich ein Bestandsschutz. Aufgrund der akuten Gefährdung durch die bestehenden PV-Anlagen wurde mit der Systemstabilitätsverordnung jedoch eine allgemeine Nachrüstungspflicht beschlossen. Von den bestehenden Mini-BHKW geht aufgrund anderer Einspeiserahmenbedingungen hingegen keine Gefahr aus, weshalb eine Nachrüstung stromerzeugender Heizungen nicht geplant ist.

Rund 300.000 Solaranlagen müssen nun innerhalb der nächsten zwei Jahre ein Softwareupdate erhalten oder teilweise durch den Austausch von Baugruppen an die neuen Regeln angepasst werden. Betroffen von der Nachrüstungspflicht sind in erster Linie kleine PV-Anlagen am Niederspannungsnetz mit einer Nennleistung zwischen 10 und 100 kWp, die zwischen dem 31.08.2005 und dem 01.01.2012 in Betrieb genommen wurden.

Gestartet wurde die bundesweite Nachrüstung bereits im September des letzten Jahres. Seither erhalten Anlagenbetreiber Schreiben ihres Verteilnetzbetreibers mit einem Fragebogen, der binnen vier Wochen beantwortet werden muss. Anlagenbetreiber sind auch dann zu einer Antwort verpflichtet, wenn deren Wechselrichter bereits umgerüstet wurden oder ab Werk den neuen Regeln entsprechen.

Grundsätzlich ist die Umrüstung für die Anlagenbetreiber kostenfrei. Die Netzbetreiber beauftragen selbst Fachbetriebe für die Umrüstung der Anlagen in ihrem Netzbereich. Kosten können Anlagenbetreibern jedoch entstehen, wenn sie selbst einen eigenen Installateur für die Wartungsarbeiten beauftragen.

Ob die Verantwortung für die versäumte Anpassung der Einspeiserichtlinien den Netzbetreibern anzulasten ist, wurde nicht geklärt. Eines ist jedoch gewiss: Die Lösung des Problems zahlen wir Energieverbraucher, denn die Netzbetreiber dürfen die Kosten auf die EEG-Umlage sowie die Netzentgelte umlegen.

Weiteres:

• BHKW-Infothek: Bestandsaufnahme und Lösung der 50,2 Hertz Problematik
• Solaranlagen-Portal

PV-Speicher helfen

(28. Januar 2013) Batteriespeicher in Verbindung mit einer PV-Anlage können bei entsprechender Betriebsweise die Stromnetze maßgeblich entlasten, die Verfügbarkeit von Solarstrom ausweiten und zugleich die Energiewende-Kosten senken.

So lauten die Kernergebnisse der "Speicherstudie 2013", die das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), Freiburg, im Auftrag des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar), Berlin, erstellt hat. Eine Kurzfassung steht in der Mediathek des BSW-Solar unter www.solarwirtschaft.de/start/pressemeldungen.html zum Download bereit.

Die dezentralen Solarbatterien speichern den erzeugten Solarstrom während des Tages zwischen, geben ihn zeitversetzt wieder ab und glätten so die Einspeisespitzen. Damit erhöhen Batteriespeicher die Aufnahmefähigkeit bestehender Stromnetze um bis zu 66%, so die Studie.

Der BSW-Solar unterstützt die Einführung eines Programms zur Förderung dezentraler Solarbatterien als netzdienliche Kurzzeitspeicher. Mit wachsender Batterieproduktion würden Solarspeicher schnell günstiger und sparten Netzausbau.

Sie könnten künftig auch Dienstleistungen für den Strommarkt anbieten, indem sie an Regelenergiemärkten teilnehmen und den Bedarf an teuren Spitzenlast-Kraftwerken reduzieren. PV-Batteriespeicher lohnen sich für die Betreiber der PV-Anlagen, weil diese einen größeren Anteil des erzeugten Stroms selbst verbrauchen können.

Abhängig von der Größe der Anlage lässt sich der eigenverbrauchte Solarstrom auf über 60% steigern. Davon profitiert die EEG-Umlage, weil jede direkt verbrauchte kWh Solarstrom nicht vergütet wird.

Auch die Kappung der Einspeisespitze von Solarstrom durch die Entkopplung von Stromerzeugung vom Stromverkauf per Batteriespeicher wirkt sich positiv bei der EEG-Umlageberechnung aus. Zudem kann der Solarstrom zu Zeitpunkten vermarktet werden, wenn gute Erträge erzielt werden, wodurch die Vermarktungserlöse des Solarstroms steigen bzw. die EEG-Umlage im gleichen Umfang sinkt.