Ferroni vs. Novotny / Glauben oder Wissen - Streit um energietechnische Daten und Fakten / 6. Wieviel Strom können PV-Anlagen in der Schweiz effektiv produzieren?

Ferroni vs. Novotny / Glauben oder Wissen - Streit um energietechnische Daten und Fakten / 6. Wieviel Strom können PV-Anlagen in der Schweiz effektiv produzieren?

Dipl. Ing. ETH Ferruccio Ferroni vs. El.-Ing. HTL Radomir Novotny​


TEIL 6: Wieviel Strom können PV-Anlagen in der Schweiz effektiv produzieren?

Einführung
Mit der Stilllegung der Atomkraftwerke werden rund 30% der heutigen Stromversorgung wegfallen. Ersatz zu finden ist eine technisch komplexe und wirtschaftlich gewaltige Herausforderung. Notwendig sind realistische Planungsgrundlagen. Teil 6 meiner Überlegungen die den verschiedenen Aspekten der heutigen Diskussion nachgehen, soll, wie die vorangehenden und die noch folgenden vor unrealistisch-optimistischen Vorstellungen warnen.
Besonders bedauerlich, ist, dass sowohl der Bundesamt für Energie wie auch der Verband der schweizerischen Elektrizitätsunternehmungen unrealistische Erwartungen bezüglich der erneuerbaren Energieformen weitgehend unwidersprochen in Umlauf setzen.

R. Novotny, Chefredaktor des bulletin.ch (herausgegeben von Electrosuisse und dem Verband des Schweizerischen Elektrizitätsunternehmen VSE) bezieht sich in seinem Artikel «Energiebilanz von Solarstrom – Von Facts zu Fake News» auf Markowitz. Maury Markowitz hat in seinem Blog unsere wissenschaftlich überprüften (peer reviewed) Resultate geschrieben: «Another failure of scientific peer-review: A completely wrong paper on the energy return of photovoltaic energy». Markowitz, gemäss Google Scholar ein der Photovoltaik-Forschungsgemeinde nicht bekannter Autor, errechnet eine jährliche Stromausbeute von Solarmodulen in Zürich von 170 kWh/m2 – offenbar war er nie im Winter in Zürich. Hr. Novotny übernimmt in seinem Artikel vorbehaltlos die Meinung von Markowitz und verteidigt auch die schweizerische Solarpropaganda.

Die allzu optimistischen Angaben des BfE, der ETH und der Solarlobby

Es zeigt sich immer deutlicher, dass bei der Ausarbeitung der Unterlagen für die Energiestrategie 2050 allzu optimistische Annahmen zugrunde gelegt wurden. Sogar unsere Kritiker Raugei et al (22 Experten) kamen zu niedrigeren Stromausbeuten als das BfE, die Prognos und die ETH!

  • Die Propaganda seitens energieschweiz (Oktober 2016) läuft auf Hochtouren. Unter «Vier Photovoltaik-Mythen» wurde geschrieben «Über Photovoltaikanlagen kursieren nach wie vor etliche Vorurteile wie z.B.: in der Schweiz scheint zu wenig Sonne, um wesentliche Mengen Solarstrom produzieren zu können. Gemäss BfE sind die Fakten: «das Schweizer Wetter ist nicht so schlecht, wie manche annehmen. Tagsüber produziert eine Photovoltaikanlage selbst bei bewölktem Himmel und Regen Strom. Die Zahlen sprechen für sich: Ein Quadratmeter Photovoltaikfläche liefert hierzulande jährlich 185 kWh».
    Wir haben damals beim BfE eine begründete Beschwerde eingereicht und einen Nachweis für das obige "Fakt" verlangt. Die Antwort war: « Leider ist bei diesem Vorurteil unsere ursprüngliche Formulierung von der Redaktion gekürzt worden. Diese lautete: "In der Schweiz produzieren die effizienteren Photovoltaik-Anlagen jährlich etwa 185 kWh/m2 . Für diesen Fehler möchten wir uns entschuldigen». Offenbar vermeidet es das BfE, mittlere Werte für die Schweiz anzugeben, obschon es eigentlich alle dafür nötigen Daten zur Verfügung hätte.
  • Das Basler Büro Prognos war Hoflieferant des BfE in Sachen Energiestrategie 2050. Es traf bei der Ausarbeitung der Energiestrategie die folgende unrealistische Prognose: Eine installierte PV-Leistung von 9.2 GW wird dereinst jährlich 11.2 TWh produzieren. Die ETHZ-Power System Laboratory hat im Auftrag der SATW (Schweizerische Akademie der Technischen Wissenschaften) den Bericht « Ist das geplante Stromsystem der Schweiz für die Umsetzung der Energiestrategie 2050 aus technischer Sicht geeignet?» erstellt. Auf der Basis der erwähnten Zahlen wurde eine Gesamtmodulfläche von 80 km2 errechnet. Gemäss unseren eigenen Berechnungen beträgt die mittlere Stromausbeute für die Schweiz 88 kWh/m2. Die benötigte Fläche um 11.2 TWh zu produzieren, beträgt demnach 127 km2, also rund 60% mehr.
  • Die ETH-Studie «Energiezukunft Schweiz» (November 2011) geleitet durch Prof. K. Boulouchos gab die folgende Prognose, allerdings ohne einen seriösen Nachweis dafür zu liefern: Im Jahr 2050 würde der Flächenbedarf für eine Stromerzeugung von 14 TWh rund 58 km2 betragen!! Dieser ETH-Studie lag eine unrealistische durchschnittliche jährliche Einstrahlung von 1'200 kWh/m2 und ein Solarzellen-Wirkungsgrad von 20 % (inklusive Speicherverluste) zugrunde. Der Ertrag würde 240 kWh/m2 betragen!! Für eine Stromerzeugung von 11.2 TWh müsste die benötigte Gesamtfläche bloss 46 km2 betragen. Dies entspricht gut 1/3 der von uns errechnete Zahl. Den Aspekt ‚Wirkungsgradverbesserung' haben wir im Teil 5 analysiert: Leider sind keine wesentlichen Verbesserungen ersichtlich. Rund acht Jahre nach ihrer Veröffentlichung zeigt die genannte ETH-Studie, wie Boulouchos und andere ETH-Professoren seinerzeit durch die Solarlobby beeinflusst und zu unrealistischen Prognosen verleitet wurden.

Zwingende Voraussetzung: realistische Annahmen über die mittlere Stromausbeute in der sonnenarmen Schweiz

Unsere Annahmen nach Berücksichtigung der Alterungsverluste sind im Mittel: 88 kWh/m2.a und 2203 kWh über die ganze Lebensdauer. In der Replik zu unserem Artikel haben Raugei et al.(immerhin insgesamt 22 Experten) 2827 kWh für die ganze Modul-Lebensdauer angegeben. Dies ist zwar 30 % höher als unser Wert, aber auch rund 30 % tiefer als was der von Novotny zugezogene "Experte" Markowitz nennt.

Im Teil 4 haben wir festgestellt, dass keine Wirkungsgradverbesserung kommerzieller PV-Module erkennbar ist. Ergänzend sind die nachfolgenden Fakten zu berücksichtigen:

  • Im Jahre 2012 hat F. Ferroni bei der Lauterkeitskommission eine Beschwerde gegen das ewz (Elektrizitätswerk der Stadt Zürich) eingereicht. Diese betraf die folgende Behauptung des EWZ: «In etwa 2 bis 4 Jahren produziert eine PV-Anlage so viel Strom, wie für deren Herstellung an grauer Energie verbraucht wird.» Nach der Entscheidung der Lauterkeitskommission hat das ewz die obige Aussage zurückgezogen. In der Beschwerde haben wir unsere Annahme von 100 kWh/m2 begründet. Das ewz widersprach unserer Annahme nicht. Hätten die Felddaten des ewz eine wesentlich höhere Stromproduktion ausgewiesen, wären unsere Annahmen sicher beanstandet worden.
  • Beim ewz- solarzüri (Solarstrom direkt aus Zürich) erhält man nach einer eher bescheidenen finanziellen Beteiligung von 250 CHF pro Quadratmeter an einer PV-Anlage jährlich 80 kWh Solarstrom pro erworbenen Quadratmeter Solarmodul; es geht hier ausschliesslich um Dach-Anlagen. Dieser Wert ist offenbar für das schweizerische Mittelland ein realistischer Mittelwert.
  • Uns sind auch die Werte der Stromproduktion einiger PV-Anlagen bekannt. Natürlich weisen nicht alle eine optimale Neigung und Richtung auf. Im Allgemeinen liegt bei diesen die jährliche Stromausbeute in der Grössenordnung von 80 bis 120 kWh/m2.
  • Bei unseren Anfragen an Eigentümer von grossen PV-Anlagen erhalten wir nie Zahlen über die effektive Stromausbeute pro Quadratmeter Modulfläche, sondern prognostizierte Werte. Dies deutet ganz klar auf die Tatsache, dass die Feldwerte unterhalb der Prognosen liegen
  • Interessant ist auch den Vergleich mit Angaben von deutschen Textbüchern: Im Buch «Elektrischer Strom» von H. Niederhausen und A. Burkert wird die Stromausbeute in Deutschland pro Lebensdauer und Quadratmeter mit 1840 kWh beziffert. Für die weiter südlich gelegene Schweiz haben wir rund 20 % mehr ermittelt. Dies passt zusammen.

Bei der Ermittlung der Stromausbeute haben wir die PV-Anlagen der Fassaden absichtlich nicht berücksichtigt. Diese stellen zirka 7 % der PV- Gesamtanlagen und weisen infolge der ungünstige Lage der Sonnendirektstrahlung zum Modul rund 30% weniger Stromausbeute auf. Unser Wert ist deswegen um 2% zu konservativ.

Fazit

Der von Ferroni und Hopkirk berechnete Startwert von 106 kWh/m2 pro Jahr liegt im Vergleich zum Wert von Raugei et al. (120 kWh/m2 pro Jahr) innerhalb des uns angegebenen Genauigkeitsbereichs von 15%. Wie im Teil 4 dargelegt, ergeben sich aber grosse Unterschiede, sobald Alterung und Ausfalldauer berücksichtigt werden.

Der Chefredaktor Novotny war offenbar mit den Angaben von Raugei et al. nicht zufrieden und wollte mehr. Er griff auf die Hilfe des "Experten" Markowitz zurück. Jener hat für Zürich eine jährliche Stromausbeute von 170 kWh/m2 errechnet und damit sogar die Daten von Raugei et al. übertroffen. Will Novotny wirklich den Bürgern hohe wirtschaftliche Kosten aufbürden und die Schweiz in eine Stromkrise führen?



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Aus für Windkraft-Leuchtturmprojekt
 
Gäste - pillow29 am 24.05.2019
Photovoltaik

Es ist sehr schade, wenn eine eigentlich gute Sache wie die Photovoltaik dann durch die falsche Angabe oder Beschönigung von Zahlen etwas durch den Kakao gezogen wird.

Es ist sehr schade, wenn eine eigentlich gute Sache wie die Photovoltaik dann durch die falsche Angabe oder Beschönigung von Zahlen etwas durch den Kakao gezogen wird.
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Mo. 16. Sep. 2019

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