Wissenschaftler des Instituts für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) haben untersucht, wie Batteriespeicher die Wirtschaftlichkeit von Photovoltaik-Anlagen an der Südfassade von Gebäuden verbessern können. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass solche vertikalen Anlagen, die oftmals noch als zu teuer oder wenig produktiv abgetan werden, durch Integration von Speichern erheblich an Wirtschaftlichkeit gewinnen würden.
„In unserer Studie konnten wir klar zeigen, dass der Batteriespeicher ein wichtiger Treiber für die wirtschaftliche Rentabilität der Photovoltaik-Fassaden ist“, erklärte der Hauptautor der Studie, Dennis Bredemeier, gegenüber pv magazine. „Wir konnten dies belegen, indem wir unsere Berechnungen für das Energiesystem von Gebäuden sowohl mit als auch ohne Batteriespeicher durchführten. Ohne Batteriespeicher wäre in ganz Europa der Anteil der Südfassade an der für Photovoltaik nutzbaren Fläche eines Gebäudes sehr klein. Wenn man jedoch denselben Fall mit Batterie betrachtet, ergibt sich europaweit ein Anteil von gut 80 Prozent der Fassade am Gesamtsystem. Dies lässt sich klar auf das günstige jahreszeitliche Erzeugungsprofil der Fassaden-Photovoltaik zurückführen.“
Bredemeier und seine Kollegen führten dazu ihre techno-ökonomische Kostenanalyse für das Jahr 2030 durch. „Für die Photovoltaik-Anlage nahmen wir Investitionskosten (Capex) von 760 Euro pro Kilowatt an, während wir für Batteriespeicher 150 Euro pro Kilowattstunde annahmen. Bei diesen niedrigen Kosten würde der Batteriespeicher in ganz Europa errichtet werden und damit das Potenzial der Südfassade nutzbar machen“, erklärte Bredemeier. „Interessanterweise gibt es eine aktuelle Veröffentlichung, der zufolge selbst diese niedrige Kostenannahme zu pessimistisch sein könnte“, sagte er mit Verweis auf die Studie Are we too pessimistic? Cost projections for solar photovoltaics, wind power, and batteries are over-estimating actual costs globally, veröffentlicht in Applied Energy von Wissenschaftlern der finnischen LUT University.
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Die ISFH-Forscher haben in ihrer Kalkulation keine öffentliche Förderung berücksichtigt; die Optimierung basierte auf Capex, Betriebskosten (Opex), Strom-Endkundenpreisen und Erlösen aus der Einspeisung überschüssigen Stroms ins Netz. „Wir verwenden einen Wert von 2 Cent pro Kilowattstunde als Einspeisetarif, weil wir annehmen, dass dies ein realistischer Wert ist, der bis 2030 am Spotmarkt erzielt werden kann“, erläuterte Bredemeier. „Unter diesen Annahmen kann Fassaden-Photovoltaik wirtschaftlich rentabel sein, ohne Förderung. Dies gilt im Vergleich zu Photovoltaik auf Ost- oder Westdächern. Wenn allerdings ein nach Süden ausgerichtetes Dach verfügbar ist, würde es vollständig genutzt, bevor eine andere Fläche verwendet wird.“
Die Wissenschaftler führten eine Sensitivitätsanalyse für die Kosten von Fassadenmodulen im Verhältnis zu Standardmodulen durch. „Zu diesem Zweck haben wir 20 Prozent höhere Kosten für Fassadenmodule im Vergleich zu Standardmodulen angenommen“, so Bredemeier. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass selbst bei diesen höheren Kosten Solarfassaden in vielen Regionen gebaut würden. Natürlich nähme die Attraktivität von Photovoltaik an Fassaden ab, wenn noch höhere Kosten für gebäudeintegrierte Module angenommen würden. Allerdings liegt der besondere Vorteil solcher Module darin, dass sie zusätzlich zur Stromerzeugung auch Funktionen einer Fassade und eine thermische Dämmung bereitstellen.“
Die Forscher stellten eine Fallstudie für ein Einfamilienhaus mit geneigten Dächern und ohne Verschattung der Solarmodule vor. Es wird angenommen, dass eine Solarfassade mit 3,5 bis 4,5 Kilowatt Leistung überschüssige Energie ins Netz einspeist oder im Batteriespeicher speichert, während Netzstrom nur dann genutzt wird, wenn weder Solarstrom noch gespeicherte Energie verfügbar sind. Die Analyse ergab für ein System ohne Batteriespeicher, dass hierbei in weiten Teilen Europas nur rund 30 Prozent der Gesamtleistung an der Südfassade installiert würden. Dem gegenüber würde die Ergänzung um einen Batteriespeicher diesen Anteil auf rund 80 Prozent steigern.
„Die Südfassade würde in vielen Regionen – insbesondere zwischen 45 und 65 Grad nördlicher Breite – zur einzigen genutzten Fläche“, erklärten die Wissenschaftler. „Selbst unter Annahme von 20 Prozent höheren Investitionskosten für Photovoltaik-Installationen an Fassaden läge der Anteil der Südfassaden in der genannten Region immer noch bei etwa 50 Prozent. Dieses Ergebnis wird noch ausgeprägter, wenn man einen zusätzlichen Energiebedarf für Heizen und Kühlen des Gebäudes annimmt.“
Die Studie Falling costs for battery storages make facade photovoltaic systems more attractive for prosumers wurde in Applied Energy veröffentlicht.
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„In unserer Studie konnten wir klar zeigen, dass der Batteriespeicher ein wichtiger Treiber für die wirtschaftliche Rentabilität der Photovoltaik-Fassaden ist.“
Potzblitz! Donnerwetter, mich trifft der Schlag. Na dann nix wie ran an den Speck.