Большое руководство по фотовольтаике — все, что нужно знать о возобновляемых источниках энергии

Тема фотовольтаики и солнечной энергетики особенно важна в области энергетического перехода. Возможность для частных лиц вырабатывать электричество и тепло с помощью солнечной энергии — это большой шаг в области возобновляемых источников энергии. Технологии постоянно развиваются, поэтому тем более важно разбираться в этой теме. Это интересная область, особенно для строителей или владельцев недвижимости. Но что такое фотовольтаика и что вы должны о ней знать?

Фотовольтаика — необходимые условия для вашей недвижимости

При планировании фотоэлектрической системы первым шагом является поиск подходящего участка для установки системы. Здесь можно рассматривать самые разные варианты. Условия на участке также должны позволять экономичную эксплуатацию установки. Не следует забывать и о юридической ситуации, поскольку и здесь есть ряд моментов, которые необходимо учитывать. Строители и владельцы недвижимости, заинтересованные в переходе на возобновляемые источники энергии, должны подробно разобраться с этой темой.

Фотовольтаика — варианты установки модулей

При планировании фотоэлектрической системы первый вопрос обычно заключается в том, где она должна быть размещена. Наиболее подходящими являются крыши, поскольку эти участки в любом случае доступны и обычно не используются для других целей. Кроме того, они обращены к небу, и затенение обычно довольно слабое из-за положительной высоты. Но есть различия и в крышах. Какая крыша наиболее подходит для подключения фотоэлектрической системы?

Варианты установки на скатной крыше

Широко распространенные скатные крыши предлагают идеальные условия для установки фотоэлектрической системы. Модули могут быть просто установлены параллельно кровле. Существующее покрытие крыши полностью сохранено и продолжает выполнять функцию защиты от непогоды и тепла. Масштабная установка фотоэлектрических модулей приводит к снижению тепловой нагрузки на мансарду. В качестве альтернативы существует также установка в крыше, при которой фотоэлектрические модули располагаются вровень с покрытием крыши и даже частично заменяют его.

Для всех строителей новых зданий существует возможность установки фотоэлектрических модулей в качестве замены обычной крыши. Помимо производства электроэнергии, они также служат защитой от непогоды и, таким образом, заменяют обычное покрытие крыши.

Варианты установки на плоской крыше

Обычная плоская крыша также является идеальным вариантом для установки фотоэлектрических систем. В отличие от скатных крыш, наклон может быть произвольно определен и не обязательно должен быть ориентирован на наклон крыши. Оптимальное выравнивание не составляет труда, что позволяет достичь максимальной производительности и эффективности. И здесь монтаж не оказывает негативного влияния на существующую конструкцию крыши.

Варианты установки интегрированных в здание фотоэлектрических систем

Однако фотоэлектрические системы не обязательно должны быть установлены на крыше, поскольку существуют и другие альтернативы использования возобновляемой энергии. Одной из таких альтернатив является интеграция модулей в фасад. Для этого можно использовать фасадные компоненты, но также возможны навесы или аналогичные элементы. Эта альтернатива также называется фотовольтаикой, интегрированной в здание (BIPV).

Фотовольтаика — индивидуальные условия участка для вашей недвижимости

После того как участок для установки фотоэлектрической системы найден, встает вопрос о том, позволяют ли условия участка экономически выгодно эксплуатировать систему. Для этого необходимо учитывать множество факторов, которые влияют на урожайность и, следовательно, на экономическую целесообразность системы. Это позволяет проверить, действительно ли инвестиции в фотоэлектрическую систему оправдывают себя.

Влияние глобальной радиации

Глобальная радиация является одним из этих факторов, поскольку она показывает, сколько радиации падает на один квадратный метр горизонтальной принимающей поверхности в течение определенного периода времени (обычно одного года). Поэтому он не является постоянной величиной, а зависит от времени суток и года, а также от местоположения и погоды. В целом, глобальная радиация выше в южных широтах, чем в северных, и больше летом, чем зимой. Облака приводят к тому, что глобальное излучение составляет лишь малую часть от тех значений, которые оно имеет при ясном небе. Для планирования фотоэлектрических систем это означает, что распределение глобальной радиации в Германии зависит от местоположения. Поэтому в северной Германии средняя глобальная радиация составляет около 900-1000 кВтч/м2 в год, а в южной — около 1200 кВтч/м2 в год. Разница составляет около 20 % только в пределах Германии. При планировании фотоэлектрической системы необходимо учитывать глобальное излучение в конкретном месте, чтобы оценить эффективность системы.

Правильная ориентация и угол наклона крыши

Уклон крыши и ориентация являются важными факторами, влияющими на экономическую эффективность фотоэлектрической системы. В новом здании крыша может быть оптимально выровнена, но в существующих объектах недвижимости необходимо использовать существующие условия. Здесь важны как направление по компасу, так и угол наклона крыши, чтобы обеспечить максимально возможную выработку энергии. В случае плоских крыш, как уже было описано выше, ориентация и наклон могут быть полностью определены владельцем и, таким образом, индивидуально отрегулированы до нужных значений. В зависимости от места расположения, лучше выбрать другую ориентацию, так как это зависит от конкретной местности. В целом, ориентация на юг является наиболее оптимальной в большинстве случаев. Угол наклона 30-35 градусов обычно наиболее эффективен в немецких ширинах, но это также должно определяться индивидуально в зависимости от объекта.

Планирование индивидуального затенения

Последний фактор местоположения, влияющий на экономическую эффективность фотоэлектрической системы, — это затенение. Этот фактор чаще всего недооценивается, поскольку даже небольшая тень может значительно ухудшить работу фотоэлектрической системы. К ним относятся, прежде всего, тени, вызванные деревьями или близлежащими домами, но также небольшие тени от дымоходов или антенн могут оказать негативное влияние на производительность. В случае больших теней необходимо точно спланировать систему. Для небольших постоянных теней имеет смысл установить систему так, чтобы она не была установлена в определенных местах крыши. Небольшая постоянная тень может снизить производительность всей струны и тем самым существенно повлиять на экономическую эффективность. Поэтому при планировании следует обратить пристальное внимание на отдельные тени на вашем участке и учесть их при планировании, чтобы избежать снижения производительности.

Фотовольтаика — правовые аспекты

Установка фотоэлектрической системы всегда связана с юридическими аспектами, поскольку и здесь существуют правовые нормы и правила, которым должны следовать как строители, так и владельцы недвижимости. Что предусматривает закон, какие существуют правила и что должны соблюдать владельцы фотоэлектрических систем?

Разрешение на строительство

Фотоэлектрические системы, как правило, должны соответствовать строительным нормам. Однако они зависят от соответствующей федеральной земли, поскольку строительное право — это вопрос федеральных земель. Поэтому в зависимости от федеральной земли существуют несколько иные правила установки модулей. Однако большинство федеральных штатов не требуют разрешения на строительство для фотоэлектрических систем, установленных на крышах зданий. В этом случае владелец здания несет ответственность за то, чтобы система соответствовала строительным нормам и правилам. Поэтому установка не подлежит дополнительной проверке со стороны властей. Однако для установки систем на открытых площадках в большинстве федеральных штатов требуется разрешение на строительство. В этом случае установка не должна превышать установленный размер, который обычно составляет девять метров в длину и три метра в высоту. Системы, устанавливаемые на зданиях, внесенных в реестр, обычно также требуют разрешения на строительство. Выясните индивидуально для вашей федеральной земли, какие правовые принципы вы должны соблюдать при строительстве фотоэлектрической системы.

Фотовольтаика — индивидуальное планирование вашей системы

Планирование фотоэлектрической системы требует учета многих факторов. Хорошая система зависит от многих факторов и должна подбираться индивидуально для вас. Важные аспекты, такие как потребность в энергии или размер системы, должны быть обсуждены и хорошо продуманы заранее. Какие еще факторы важны и о чем никогда не следует забывать при планировании системы?

Оценить и рассчитать правильное потребление энергии и определение размеров

В начале планирования всегда возникает вопрос о том, насколько большой должна быть система, поскольку от этого, как правило, зависят финансовые условия. Прежде всего, необходимо выяснить, насколько высок ваш средний уровень потребления энергии. Затем фотоэлектрическая система адаптируется точно к вашему индивидуальному энергопотреблению. Это довольно легко выяснить, посмотрев свой последний счет за электроэнергию. Эта информация может быть использована для определения других параметров, которые впоследствии приведут к определению требуемого размера системы. Используйте наш калькулятор солнечных батарей для индивидуального расчета вашего потребления электроэнергии и получения в результате минимального размера необходимой системы.

Регистрация фотоэлектрической системы в органах власти

Если установлена фотоэлектрическая система, подключенная к сети, она должна быть зарегистрирована как в Федеральном сетевом агентстве (BNetzA), так и в соответствующем ответственном сетевом операторе.

Регистрация в Федеральном сетевом агентстве

Закон о возобновляемых источниках энергии (EEG) предусматривает, что операторы фотоэлектрических систем должны зарегистрировать их в Федеральном сетевом агентстве. Это относится как к собственному использованию произведенной электроэнергии, так и к энергии, которая напрямую продается на рынке. Расширения существующих фотоэлектрических систем также должны быть зарегистрированы. Регистрация новых или расширенных систем осуществляется через портал Федерального сетевого агентства в Интернете, и с 2011 года это также единственный способ регистрации фотоэлектрических систем. Для регистрации системы в Федеральном сетевом агентстве вам понадобятся следующие данные:

• Имя и адрес оператора фотоэлектрической системы
• Местонахождение завода
• Номинальная мощность системы в кВтп
• Адрес электронной почты
• День ввода установки в эксплуатацию

Зарегистрируйте установку до ввода в эксплуатацию или не позднее, чем в тот же день ввода в эксплуатацию. Двухнедельного срока вполне достаточно, чтобы уведомить власти об установке.

Совет: Необходимо срочно зарегистрировать свою фотоэлектрическую систему. Если система не зарегистрирована вовремя, то владелец не имеет права на получение тарифа!

Регистрация у оператора сети

Подключенные к сети системы подают излишки произведенной электроэнергии в общественную сеть. Закон о возобновляемых источниках энергии (EEG) предусматривает для них льготный тариф в размере от 10 до 13 центов за киловатт-час. Поэтому перед вводом системы в эксплуатацию оператор должен уведомить оператора сети о фотоэлектрической системе и подать заявку на подключение к сети. Это юридическое обязательство, которое оператор должен соблюдать. В случае систем, не подключенных к сети, информировать оператора сети не обязательно.

Найдите подходящее для вас предложение

После принятия решения о покупке фотоэлектрической системы остается только найти подходящую компанию, которая будет сопровождать вас на пути планирования, доставки, установки и ввода в эксплуатацию. Для этого достаточно поискать информацию в Интернете, в газетах или в окрестностях, но даже если вы найдете кого-то, сначала необходимо проверить условия и квалификацию.

Квалификация хорошего специалиста по установке солнечных батарей

Большинство владельцев систем не обладают необходимым опытом, чтобы определить, является ли установщик солнечных батарей профессионалом в своей области или нет. Тем не менее, для того чтобы вы знали некоторые факты, которые компания должна предложить вам при установке вашей системы, вот список того, чего должна придерживаться профессиональная компания по установке солнечных батарей.

• Компания гибко реагирует на ваши пожелания относительно модулей и не настаивает на конкретном продукте
• Компания лично осматривает вашу крышу и ваш дом, прежде чем подготовить коммерческое предложение
• Компания предоставит вам только то предложение, в котором все отдельные пункты будут точно перечислены и ни один вопрос не останется для вас без ответа.
• Компания не оказывает на вас давления и уделяет достаточно времени, чтобы подробно ответить на все ваши вопросы
• Компания раскрывает перед вами электрические схемы и предоставляет точную информацию о регистрации, вводе в эксплуатацию и сдаче разрешительных документов.
• Компания делает реалистичные прогнозы доходности системы, которые примерно соответствуют тому, что вы сами рассчитали заранее.

Фотовольтаика — экономика солнечных батарей

Экономическая эффективность обычно определяется путем сравнения доходов и экономии. Это также относится к фотоэлектрическим системам, где для определения экономической целесообразности проводится различие между затратами на приобретение и эксплуатационными расходами. Хотя цены на фотоэлектрические системы в последние годы значительно снизились, льготные тарифы также стали значительно ниже. Но какие расходы вас ожидают при покупке фотоэлектрической системы и какие расходы вы понесете в ближайшие несколько лет?

Затраты на приобретение фотоэлектрической системы

Затраты на приобретение, как правило, состоят из затрат, необходимых для установки системы. К ним относятся солнечные модули, инвертор, проводка и сама установка. Для строителей и владельцев недвижимости этот аспект, вероятно, является наиболее важным, поскольку сумма требуемых инвестиций определяет в случае сомнений, будет ли установлена система или нет.

Затраты на солнечные модули

Сами солнечные модули за последние годы сильно подешевели. Это объясняется, с одной стороны, сильной конкуренцией со стороны недорогих китайских поставщиков, а с другой — положительным эффектом масштаба. В целом это означает, что солнечные модули становятся тем дешевле, чем больше их производится. Затраты обычно сравниваются в евро за пиковый ватт. В начале 2018 года затраты составляли 45 — 90 центов за ватт-пик, в зависимости от того, какая модель и какой поставщик был выбран.

Затраты на инвертор

Не следует недооценивать затраты на инвертор. На них обычно приходится 15 % инвестиционных затрат. В зависимости от условий работы системы и внешних воздействующих факторов может потребоваться более одного инвертора. Стоимость инвертора зависит от величины мощности. Для инвертора мощностью кВт вы можете рассчитывать примерно на 200 € нетто. Маленькие инверторы обычно стоят дороже больших, поскольку затраты на их производство выше. Для инвертора мощностью 5 кВт можно рассчитать цену примерно в 1000 евро. Если для вашей системы требуется два инвертора, цена удвоится.

Затраты на электропроводку

Кабель также составляет значительную часть инвестиций. Чем больше сечение солнечных кабелей, тем выше цены. Однако для предотвращения потерь необходимо высокое сечение. Цена солнечных кабелей колеблется от 1 до 5 евро в зависимости от приобретаемого количества, сечения и материала кабеля, с добавлением стоимости соединительных кабелей инверторов и контроллеров заряда. Это влечет за собой дополнительные расходы в размере от 20 до 50 евро, в зависимости от поставщика и качества.

Затраты на монтаж

Когда речь идет о стоимости установки, вам придется оплатить не только услуги мастеров, но и стоимость системы установки. Они сильно различаются в зависимости от выбранной вами системы. Цены варьируются в зависимости от качества и характеристик, таких как снеговая и ветровая нагрузка, а также от модели системы. В среднем, вы можете рассчитывать на сумму от 100 до 150 евро за кВт/час за монтажную систему и еще 100 евро за кВт/час за подконструкцию. Трудно сделать однозначное заявление о ценах, поскольку они могут сильно варьироваться и зависят от многих факторов, таких как конкретная недвижимость, условия, качество и конкретные продукты.

Эксплуатационные расходы на фотоэлектрическую систему

После инвестиций в фотоэлектрическую систему владельцу все равно приходится нести дальнейшие расходы, например, на обслуживание системы. Эти расходы также необходимо учитывать при анализе рентабельности, так как они могут составлять около 1 % от затрат на закупку в год. Но какие расходы действительно несут владельцы фотоэлектрических систем и чего им следует ожидать?

Затраты на инвертор

Несмотря на то, что инвертор входит в стоимость покупки, он не так долговечен, как сами солнечные модули. Поэтому преобразователь необходимо время от времени заменять. Поскольку инвертор — не самая дешевая инвестиция, следует сформировать резервы на этот случай. В зависимости от того, в какой сетевой компании зарегистрирована фотоэлектрическая система, минимальная плата составляет до 10 евро в месяц. Для управления, регистрации данных, мониторинга и т.п. инвертору требуется электроэнергия из общественной сети.

Эксплуатационные расходы

Конечно, систему необходимо обслуживать, чтобы избежать поломок и неисправностей. Некоторые компании предлагают контракты на техническое обслуживание, по которым взимается взнос в размере около 150 евро в год, и забота об обслуживании берется на себя. Такие инвестиции оправдывают себя, поскольку в случае сбоя электроэнергия не может быть ни выработана, ни подана в сеть. В зависимости от системы, такой контракт может быть дешевле, чем оплата каждой работы по обслуживанию в отдельности. В частности, такие контракты целесообразно заключать с крупными заводами, которые требуют более частого технического обслуживания.

Затраты на уборку

Затраты на очистку, в сравнении с этим, значительно ниже, чем на обслуживание системы. Загрязнения, вызванные листьями, пыльцой, пылью и т.п., обычно снова очищаются дождевым душем. Однако постоянное загрязнение может привести к потере урожая. Профессиональная очистка модулей обычно требуется только раз в несколько лет. Однако в районах с высоким уровнем загрязнения, например, из-за интенсивного движения, система должна очищаться чаще. Средняя стоимость профессиональной уборки составляет около 2,50 евро за квадратный метр.

Расходы на страхование

Страхование фотоэлектрической системы может иметь смысл для многих владельцев. В зависимости от размера системы, страхование ответственности и страхование всех рисков может защитить от потерь в тарифе на подачу, а также от высоких затрат на ремонт и претензий по ответственности. Расходы на страхование могут добавляться к эксплуатационным расходам ежегодно, но по сравнению с ними они относительно умеренны. Владельцы могут рассчитывать на оплату около 50 евро в год. В зависимости от обстоятельств и внешней среды, страхование, уборка и обслуживание имеют больший или меньший смысл; это зависит от конкретного объекта недвижимости.

Фотовольтаика — субсидии и финансирование для строителей и владельцев недвижимости

Фотоэлектрическая система — это крупная инвестиция, требующая хорошего финансирования. Хотя заинтересованных лиц привлекает льготный тариф, в последние годы их становится все меньше и меньше. Тем не менее, все еще существует несколько вариантов успешного финансирования фотоэлектрической системы.

Льготный тариф для владельцев фотоэлектрических установок

Льготный тариф установлен в Законе о возобновляемых источниках энергии. Льготный тариф выплачивается тем, кто подает избыточную энергию, произведенную фотоэлектрической системой, в общественную сеть. Размер этого вознаграждения зависит от факторов местонахождения и устанавливается законодателем.

Закон о возобновляемых источниках энергии (EEG)

Закон о возобновляемых источниках энергии (EEG) вступил в силу 01 апреля 2000 года. Он регулирует тарифы на электроэнергию из возобновляемых источников энергии. Целью закона является продвижение возобновляемых источников энергии, таких как гидро- и ветроэнергетика, а также солнечная энергия, биомасса и газ со свалок, сточных вод и шахтного газа. Необходимо избегать использования экологически вредных источников энергии и продвигать технологии в области возобновляемых источников энергии. В ходе проведения ЭЭГ были также введены правила по льготным тарифам, чтобы сделать возможность установки собственной солнечной системы на крыше более привлекательной для строителей и владельцев недвижимости.

Вознаграждение за самопотребление

Только в 2009 году был введен тариф на самопотребление. С тех пор вся произведенная электроэнергия больше не должна подаваться в общественную сеть, а за потребление солнечной электроэнергии выплачивается вознаграждение. Однако это вознаграждение гораздо ниже, чем льготный тариф.

Цель вознаграждения за самопотребление

Целью вознаграждения за самопотребление была, в первую очередь, экономия затрат на расширение сети и экономия затрат на вознаграждение за солнечную электроэнергию. Однако владельцы фотоэлектрических систем также получают преимущество. Они могут использовать солнечную электроэнергию, которую производят сами, напрямую, не подавая ее сначала в общественную сеть. Таким образом, владельцы экономят деньги, поскольку они больше не зависят от общественной сети и получают, так сказать, вознаграждение за самопотребление.

Фотовольтаика — солнечные модули и принцип их работы

Наиболее важными компонентами фотоэлектрической системы являются солнечные модули. В зависимости от размера модулей, солнечные батареи здесь соединяются вместе. Фотоэлектрическая система объединяет несколько солнечных модулей и соединяет их в так называемые струны. Затем весь блок струн образует солнечный генератор. Но как именно работает солнечный элемент и как солнечная энергия преобразуется в электричество?

Различные типы солнечных батарей

Солнечные батареи преобразуют энергию излучения в постоянный ток. Явление, происходящее в солнечных батареях, можно объяснить физическим фотоэлектрическим эффектом. Солнечные батареи состоят из отрицательного электрода, n- и p-допированного кремния, пограничного слоя и положительного электрода. Электрическое поле, создаваемое между n- и p-слоями, обеспечивает протекание тока в замкнутой цепи.

Поликристаллические солнечные элементы

В поликристаллических солнечных элементах полупроводниковым материалом является кремний. Его расплавляют, легируют и отливают в блоки с помощью различных процессов литья. В затвердевшем состоянии кремний становится твердым и называется слитком. После того как слиток разрезают на ломтики, исходный кремний называют пластинами, которые покрывают антибликовым слоем. Эти поликристаллические солнечные элементы имеют более низкую эффективность, чем монокристаллические, но они дешевле в производстве.

Монокристаллические солнечные элементы

Монокристаллические солнечные батареи также используют кремний в качестве полупроводникового материала, но процесс производства отличается от процесса производства поликристаллических солнечных батарей. В связи с различным процессом производства, продукция стоит дороже, но затраты энергии и эффективность очень высоки. В процессе производства образуются разные кристаллы, что и является причиной различия между двумя солнечными батареями.

Тонкопленочные элементы

Тонкопленочные элементы имеют совершенно иной метод регулировки, чем моно- или поликристаллические солнечные элементы. В этих солнечных элементах полупроводник покрыт материалом-носителем, что означает, что этот метод использует очень мало сырья и очень прост в производстве. Существует широкий спектр полуматериалов, которые могут быть использованы. Помимо кремния, в качестве покрытий могут использоваться арсенид галлия, селенид индия меди, теллурид кадмия или красители. Однако эффективность таких солнечных батарей ниже, чем у кристаллических, но они дешевы и просты в производстве.