PV-Potential Studie Österreich 2020
https://www.entsoe.eu/news/2022/10/11/entso-e-vision-a-power-system-for-a-carbon-neutral-europe/
Kategorie: Energie
Dankenswerterweise hat mir die Klima- & Energie-Modellregion Mostlandl-Hausruck die Datengrundlagen des Solarkatasters zur Verfügung gestellt.
Aus diesen Daten habe ich das PV-Potential (aller bzgl. Ausleuchtung geeigneter Dachflächen) der Gemeinden in der Klima- und Energiemodellregion ermittelt.
| Gemeinde | Summe kWp installierbarer Leistung |
| Aistersheim | 11138.3 |
| Bad Schallerbach | 25136.5 |
| Eschenau im Hausruckkreis | 19819.7 |
| Gallspach | 26737.0 |
| Gaspoltshofen | 51458.4 |
| Geboltskirchen | 25118.0 |
| Grieskirchen | 44801.8 |
| Haag am Hausruck | 29047.9 |
| Heiligenberg | 11083.8 |
| Hofkirchen an der Trattnach | 22620.0 |
| Kallham | 46942.5 |
| Meggenhofen | 18976.0 |
| Michaelnbach | 19090.4 |
| Natternbach | 37221.0 |
| Neukirchen am Walde | 22676.0 |
| Neumarkt im Hausruckkreis | 19482.8 |
| Peuerbach | 64082.4 |
| Pichl bei Wels | 47601.9 |
| Pollham | 16977.8 |
| Pötting | 9126.1 |
| Pram | 28642.2 |
| Rottenbach | 18262.3 |
| St. Agatha | 27619.2 |
| St. Georgen bei Grieskirchen | 16725.8 |
| St. Thomas | 6542.6 |
| Steegen | 16840.0 |
| Taufkirchen an der Trattnach | 42303.8 |
| Tollet | 13892.6 |
| Waizenkirchen | 51770.3 |
| Wallern an der Trattnach | 40306.1 |
| Weibern | 24008.5 |
| Wendling | 14408.5 |
| Summe Ergebnis | 870460.1 |
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Verfügbarkeit erneuerbare Energie
| Energiequelle | Verfügbarkeit Qualitativ | Verfügbarkeit Quantitativ | Beispiel Daten für Pichl |
|---|---|---|---|
| Sonne | tagsüber verfügbar. im Sommer mehr als im Winter | Das PVGIS Tool stellt Bestrahlungsdaten von 2005 bis 2020 in stündlicher Auflösung zur Verfügung. Die räumliche Auflösung ist 0.05° x 0.05° (~ 5 km). https://hydro.ooe.gv.at/#/overview/Wasserstand/station/16540/Pichl%20bei%20Wels%20(Geisensheim)/Wasserstand?period=P7D | Bestrahlungsstärke 2005 |
| Wind | im Winter etwas mehr | Das PVGIS Tool liefert auch Windgeschwindigkeiten 10m über dem Boden und die Windrichtung. | typisches meteorologisches Jahr |
| Wasser | relativ konstant, etwas mehr im Frühjahr, etwas weniger nach langer Trockenheit | Wasserstand Innbach | Wasserstand_Jahr |
| Biomasse | speicherfähig | – |
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Stromnetz Einspeisemöglichkeiten
Die Bezugsleistung für einen normalen Haushalt ist laut Netz OÖ in der Regel 4kW.
Das heißt man kann in der Regel auch 4kW in die andere Richtung schicken.
Pichl hat ca. 1100 Haushalte. Daraus ergibt sich eine Einspeisemöglichkeit von 4400kW oder 4.4MW aus Pichl ins Netz.
Bei Erzeugung aus PV könnte das Netz also 4.4GWh Energie verteilen, ~7% vom derzeitigen Gesamtenergiebedarf.
Zum 28.7.2022 steht eine Engpassleistung von 1.7MW zur Verfügung.
Den Großteil (1661kW) des Leistungspotentials stellen PV Anlagen und 41kW Kleinwasserkraftwerke.
| Quelle | Engpassleistung [kW] | Engpassleistung in % | Eingespeiste Leistung ins öffentliche Netz 2021 (oder nur Oemag?) [kWh] | Eingespeiste Leistung ins öffentliche Netz 2021 (oder nur Oemag?) % |
| Kleinwasserkraft | 41 | 2.4 | 51055 | 9.86% |
| Photovoltaik | 1661 | 97.6 | 466768 | 90.14% |
| Erneuerbare gesamt | 1702 | 100 | 517823 | 100% |
Interessant ist das 2021 nur knapp die Hälfte von 2020 ins öffentliche Netz eingespeist wurde. Ist der Eigenverbrauch so gestiegen oder war der Verbrauch durch die Lockdowns 2020 so gering, oder was anderes oder eine Mischung daraus?
Datenquelle: Anlagenregister der E-Control
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Windenergie
Bei Beachtung der rechtlichen Bedingungen zum Aufstellen von Windrädern kann man in Pichl bei Wels aufgrund der Abstandsbestimmungen nur Windkraftanlagen bis 30kW errichten.
Für einen schnellen Überblick über mögliche Standorte kann man das Puffer Feature von Doris benutzen und sich eine Karte generieren.
Wie das geht, kannst du dir in folgendem Video ansehen.
Eine Karte von Pichl und 100m Abstand zu allen Adressen kannst du als Pdf herunterladen. (Genau genommen müsste man 100m zu Baulandwidmungsflächen einhalten, das schafft Doris aber nicht vollständig für ein so großes Gebiet). Auf den nicht grün schraffierten Flächen sind kleine Windräder bis 30kW möglich, falls sonst keine Bestimmungen dagegen sprechen.
| Leistung | Rotordurchmesser | Nabenhöhe | Quelle |
| 5kw | 5m | 10m | Braun Windturbinen |
| 10kW | 8m | 18m | Patrick Jüttemann |
| 30kW | 20m | 30m | Windual |
Errichten wir 33 solcher Kleinwindkraftanlagen mit 30kW und laufen diese ca. 1000h pro Jahr mit Volllast (ein Jahr hat ca. 8700h) könnten wir 1 GWh elektrische Energie erzeugen. Der Gesamtenergiebedarf in Pichl (elektrisch + thermisch + Prozessenergie) liegt bei 64 GWh, somit könnten wir ca. 1.5% des derzeitigen Verbrauchs decken.
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Wasserkraft
| physikalische Größe | Wert | Einheit | Quelle oder Formel |
| Durchflussmenge | 0.83 | m³/s | https://de.wikipedia.org/wiki/Innbach#cite_note-hydr_jb-2 |
| Dichte Wasser | 1000 | kg/m³ | https://de.wikipedia.org/wiki/Wasser |
| Erdbeschleunigung | 9.81 | m/s² | https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld#Erdschwerefeld |
| Höhenunterschied Krottendorf – Inn | 41 | m |   |
| Wirkungsgrad | 0.8 | 1 | Wirkungsgrad Hydraulisch * Wirkungsgrad Turbine * Wirkungsgrad Generator (Quelle: Elektrische Anlagen Unterricht HTL Wels) |
| Leistung | 267 067 | W | P = Durchflussmenge * Dichte * Erdbeschleunigung * Höhendifferenz*Wirkungsgrad |
| Energie pro Jahr | 2341177 | kWh/a | E = P * Zeit oder E = m*g*h = Durchflussmenge * Zeit * Dichte * Erdbeschleunigung * Höhendifferenz |
Pro Jahr könnte die Wassermenge die durch den Innbach in Pichl fließt maximal ca. 2.3 GWh elektrische Energie (die man in andere Energieformen umwandeln kann) erzeugen. Der Gesamtenergiebedarf (elektrisch + thermisch + Prozessenergie) liegt bei 64 GWh. Der Innbach kann also ca. 3.5 % des derzeitigen Verbrauchs decken. Praktisch kann man die 41m nicht aufstauen, eher kann man die Staustufen alter Mühlen wieder aktivieren, dann kann man geschätzt gut 0.3% des Energieverbrauchs Pichls decken.
Energetisches Potential PV Anlage versus thermische Verwertung des Strohes
| physikalische Größe | Wert | Einheit | Quelle oder Formel |
| spezifische Einstrahlung | 1036 | kWh/m²/a | https://de.wikipedia.org/wiki/Globalstrahlung |
| Wirkungsgrad | 16 | % | PV Modul |
| Energie pro m² | 165.76 | kWh/m²/a | = spezifische Einstrahlung * Wirkungsgrad |
| Energie pro ha | 1657600 | kWh/ha/a | = Energie pro m² * 10000 m²/ha |
| Bedeckungsgrad | 50.00% | Annahme | |
| erwartete Systemlebensdauer | 25 | Jahre | Annahme, üblicher Branchenwert |
| Energierücklaufzeit (Zeit bis die Energie die zur Produktion benötigt wurde, durch die Anlage wieder erzeugt wurde | 6 | Jahre | |
| Energie pro ha | 828800 | kWh/ha/a | =Energie pro ha * Bedeckungsgrad * (Lebensdauer – Energierücklaufzeit) / Lebensdauer |
| Korn-Stroh-Verhältnis von ca. | Kornertrag [t / ha ] | Strohertrag [t / ha ] | Abfuhranteil | Strohabfuhrmenge [t] | Spezifischer Energieertrag (Heizwert) Stroh 15% Feuchte [kWh/kg] | Energieertrag pro ha [kWh] | Vergleich Holz [kWh] | |||
| Quelle / Formel | LK NÖ | üblicher Ertragswert OÖ | Kornertrag*0.8 | üblicher Wert / Annahme | Strohertrag*Abfuhranteil | Agrarplus | Abfuhrmenge*spezifischer Energieertrag | siehe Beitrag Biomasse Holzenergie / Waldfläche | ||
| Weizen | 1:0,8 | 8 | 6.4 | 80.00% | 5.12 | 3.8 | 19456 | 15873.0158730159 | ||
| Gerste | 1:0,7 | 8 | 5.6 | 80.00% | 4.48 | 3.8 | 17024 |
Pro PV Freiflächenanlagen :
*hoher Energieertrag im Vergleich zu Biomasse
*Schatten für die darunterliegende Fläche -> weniger Verdunstung
*man kann Blühwiesen unter den Anlagen anlegen -> förderung der Biodiversität
Contra PV Freiflächenanlagen:
*Etwas weniger Lebensmittelertrag (kurzfristig) -> mit Beweidung der Flächen unter den Modulen könnte man dem entgegen wirken.
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Photovoltaik
1.Ansatz:
Pichl hat ca. 38 ha Baufläche.
Geht man davon aus das man die Hälfte davon mit PV Modulen bedecken kann, könnte man 31 GWh elektrische Energie erzeugen.
Berechnung:
spezifische Einstrahlung = 1036 kWh/m² pro Jahr (Quelle PV-Rechner)
PV-System-Wirkungsgrad = 16% (geschätzt: Modulwg.*Wechselrichterwg.*Netzwg.)
Energie = Fläche * spezifische Einstrahlung * Wirkungsgrad
Energie = 380 000 m² / 2* 1036 kWh/m² * 0.16 = 3.1*10^7 kWh = 31 GWh
31 GWh / 64 GWh = 48 % des derzeitigen Gesamtenergiebedarfs.
2.Ansatz:
Dankenswerterweise hat mir die Klima- & Energie-Modellregion Mostlandl-Hausruck die Datengrundlagen des Solarkatasters zur Verfügung gestellt.
Würden alle geeigneten (bzgl. Bestrahlung) Dachflächen der Gebäude in Pichl bei Wels mit PV-Modulen mit 320Wp (Abmessung 170x102cm) belegt werden, könnte man 47601kWp installieren. Da in der Regel 1kWp in unseren Breiten 1000kWh erzeugt, könnte man in Pichl 47 GWh erneuerbaren Sonnenstrom produzieren.
47 GWh / 64 GWh = 73 % des derzeitigen Gesamtenergiebedarfs.
In Pichl könnte man ca. 50 GWh elektrische Energie erzeugen und diese in viele gewünschte Energieformen umwandeln.
Die Abwärme von Biomasseblockheizkraftwerken von 5 GWh könnte man zum Heizen, Trocknen oder auch zum Aufbereiten von Kühlmitteln verwenden.
Die erwärmte Luft unter PV-Modulen könnte man ebenfalls zum Trocknen verwenden.
| Ressource | Potential elektrischer Energie | Bereits ausgebaut | Potential anfallender Abwärme (bedingt nutzbar) |
|---|---|---|---|
| Sonnenlicht (Dachflächen) | 47 GWh | 3 % | 150 GWh |
| Biomasse (Wald) | 2 GWh | nicht bekannt | 5 GWh |
| Wind (~1000m² für Masten und Nebenanlagen benötigt) | 1 GWh | 0 % | – |
| Wasser | 0.25 GWh | 80 bis 100 % | – |
| Geothermie | nicht evaluiert | nicht evaluiert | nicht evaluiert |
| Abfälle | nicht evaluiert | nicht evaluiert | nicht evaluiert |
| Gesamt | 50.25 GWh | – | 155 GWh |
Dem Potential steht ein Bedarf von ca. 64 GWh Endenergie pro Jahr gegenüber.
Obwohl der Endenergiebedarf größer als das Potential elektrischer Energie ist, ist die Frage, ob man Pichl mit 100% erneuerbarer Energie bilanziell versorgen kann, noch nicht beantwortet. Wärmepumpen können z.B. Mithilfe von elektrischer Antriebsenergie der Umgebung Wärme entziehen und einem Wohnraum zuführen und elektrische Antriebe + Akkus haben eine höhere Effizienz als Verbrennungsmotoren (Mobilität).
Die Angleichung von Bedarf an die Verfügbarkeit erneuerbarer Energie ist wohl die größte Herausforderung in Zukunft, aber ich bin zuversichtlich das wir das schaffen, wenn alle ein Stück dazu beitragen.