Q61 – Photovoltaic Cells

Interview mit Bauleiterin Frau Bea Moll, Energieberatung Gemeinde Mönchaltorf

Wie stehen Sie zur Nutzung der Solarenergie?

Zu den erneuerbaren Energien zählt auch die Solarenergie. Deshalb ist diese Art von Energiegewinnung zukunftsorientiert und man ist nicht abhängig von den Öl-, Gaslieferanten etc.

Wie steht es um den finanziellen Aufwand zur Errichtung einer Solaranlage?

In den beiliegenden Flyern “PV” und “Solar” sind die ungefähren Kosten aufgeführt. – Der Grundbeitrag pro Anlage beträgt Fr. 1’200.-; die flächenabhängigen Beiträge sind gestaffelt:
bis 100m2 Absorberfläche –> Fr. 150.-/m2 Absorberflächen über 100 m2 –> Fr. 120./m2

Wie sieht die Unterstützung (z.B. finanziell, durch die Gemeinde bzw. den Bund) aus?

Im beiliegenden “Flyer Energie” ist ersichtlich, welche Stellen wie viel Förderbeiträge leisten. – Der Kanton Zürich fördert thermische Solaranlagen mit mehr als 3 m2 Absorberfläche www.energie.zh.ch/subvention
–> z.B. erhält man für eine integrierte Anlage einen Grundbetrag von Fr. 1’800.- und einen Leistungsbeitrag von Fr. 830.- pro kW.

Wie hat sich die Nutzung der Solaranlage in der Gemeinde Mönchaltorf in den letzten Jahren durchgesetzt? Was muss ich tun um eine Solaranlage bauen zu können?

In den letzten Jahren (2008 – 2015) wurden insgesamt 20 Photovoltaik-/Solaranlagen (1500 m2) bewilligt.

Wie ist der optimale Planungs- und Realisierungsablauf?

– Standort der Anlage wählen, möglichst eine Exposition Südost – Südwest ohne Beschattung – Grösse der Anlage festlegen, evtl. eine Energieberatung beziehen. – Finanzielle Unterstützung (Subventionen,Beiträge, Steuerabzugsfähigkeit) durch Kanton und Gemeinde abklären. – Offerten für die Realisierung einholen, Referenzanlagen anschauen. Solarprofis, Offerten und Konzepte vergleichen, bei Unsicherheiten nachfragen. – Meldeverfahren beim Bauamt auslösen (mittels Baugesuch) – Förderanträge vor Ausführungsbeginn stellen –> bei Kanton mit entsprechendem Gesuch – Unternehmer wählen, Koordinaten der Arbeiten sicherstellen – Korrekte Abnahme der Anlage durchführen lassen, (durch das Bauamt der entsprechenden Gemeinde) die offerierten Leistungen kontrollieren.

Was denken Sie, wie wird sich die Nutzung von Solaranlagen in Mönchaltorf in Zukunft durchsetzen?

Der Trend geht aufwärts. Die Attraktivität ist aber immer in Abhängigkeit mit dem Ölpreis anzuschauen.

Wir haben zudem auf unserer Homepage diverse Hilfen bezüglich Energie.


Answers to our research questions

1. What are the advantages and disadvantages of using photovoltaic cells?

Vorteile

  • In der Schweiz ist überall genügend Sonne für einen effizienten Betrieb vorhanden.
  • Solarzellen produzieren Strom ohne dabei Lärm oder Abgase zu produzieren. Nach der Herstellung sind keine Energieträger wie Öl, Gas, Holz oder Uran nötig.
  • Da sich in Solarzellen auch nichts bewegt und keine mechanischen Prozesse ablaufen, sind die Wartungsarbeiten sehr gering.
  • Solaranlagen können auf Dächern und in Fassaden von bestehenden Infrastrukturen eingebaut werden, dadurch muss kein zusätzliches Land verbaut werden.
  • Erstaunlich sind auch die Einsatzmöglichkeiten. Vom Taschenrechner bis zum Kraftwerk ist alles möglich.
  • Insbesondere für Gemeinden eröffnet sich ein bedeutungsvolles Potenzial, da die neuen erneuerbaren Energien, wie Biomasse und Photovoltaik, auch kleinen ländlichen Gemeinden eine eigene Stromproduktion ermöglichen. Neben den neuen anspruchsvollen Stellen im technischen Gewerbe, die damit geschaffen werden, ergibt sich auch der Vorteil, dass die Ausgaben für den Stromverbrauch in der Gemeinde bleiben.

Nachteile

Einige Nachteile der Photovoltaik verhinderten bis heute deren Durchbruch. Alle diese Probleme können aber umgangen werden oder bergen das Potential zu einer deutlichen Verbesserung in nächster Zeit.

  • Oft wird der grosse Flächenbedarf der Solarzellen als Schwachpunkt der Technologie genannt. Für die volle Versorgung eines durchschnittlichen Einfamilienhauses sind heute etwa 30 m2 Solarzellen nötig. Die allermeisten geeigneten Dächer werden aber noch nicht genutzt.
  • Häufig wird kritisiert, dass Solarzellen nur bei Sonnenschein Strom liefern. Die verschiedenen erneuerbaren Stromproduktionsmöglichkeiten ergänzen sich aber sehr gut, so dass eine kontinuierliche Stromversorgung gewährleistet werden kann.

Das Hauptproblem der Solarzellen ist jedoch deren hoher Anschaffungspreis, der durch den aufwändigen Herstellungsprozess zustande kommt. Einerseits sind hohe Sicherheitsstandards notwendig, da mit kritischen Stoffen gearbeitet wird. Andrerseits ist für die Produktion der reinen Siliciumkristalle viel Energie notwendig, welche die Kosten ebenfalls verteuert. Zurzeit produzieren Solarzellen während ihrer Einsatzzeit etwa 4- bis 8-mal soviel Energie, wie deren Produktion beansprucht. Rationalisierte Herstellungsverfahren sowie technische Fortschritte könnten dieses Ertrag-Aufwand-Verhältnis in Zukunft bis auf etwa 25 verbessern. Es wird erwartet, dass sich der Preis dadurch in den nächsten 10 bis 15 Jahren halbieren wird.

Quelle 1: Photovoltaik (gesundes-haus.ch)
Quelle 2: Solarenergie (energieschweiz.ch)

2. How exactly does the sun produce energy, how do photovoltaic cells work?

Eine Photovoltaikanlage wandelt die Energie der Sonnenstrahlung direkt in Strom um. Dies geschieht mit Hilfe des photoelektrischen Effekts in der Solarzelle. Mehrere Solarzellen zusammengeschlossen ergeben ein Solarmodul. Solarmodule können weiter zusammengeschlossen werden und sind typischerweise auf Hausdächern zu sehen. Aus den Solarmodulen wird Gleichstrom gewonnen. Diesen kann man entweder direkt verwenden, in Batterien speichern oder, nach Umwandlung in Wechselstrom, ins Netz einspeisen.

Diese Technik ist nicht mit der Solarthermie zu verwechseln, bei der man eine Flüssigkeit (z.B. Wasser) mit Hilfe der Sonne erhitzt und nach der Zwischenspeicherung in einem Boiler zur Warmwasseraufbereitung oder zur Heizungsunterstützung verwendet. Mehr informationen zum Thema Sonnenkollektoren –> Team Q51: Why don’t we all use Solar Energy?

Quelle 1: Photovoltaik (energie.ch)
Quelle 2: Wie gewinnen wir Energie aus der Sonne? (powernewz.ch)

3. How will the usage of solar energy in Switzerland improve in the future?

Aufgrund von diesen Daten dass durch den Zuwachs von ca. 11’000 Photovoltaikanlagen vom Jahr 2013 zum Jahr 2014 einen realistischen Zuwachs hatten. Deshalb spekulieren wir darauf dass per Ende 2015 nochmals einen erheblichen Zuwachs haben werden.

Quelle 1: Faktenblatt: Strom von der Sonne (PDF, swissolar.ch)
Quelle 2: Energiestatistik (solarch.ch)

4. Would you use solar energy as a main energysource if you were able to? –> Let’s see how much you would have to pay (estimated calculation)

Wir haben uns also entschieden, eine Solaranlage auf unserem Hausdach einzubauen und diese als Haupt-Energiequelle zu nutzen. Nehmen wir an, unser Grundstück hat dabei eine Größe von 722 m2 bei einer Breite von 18 Metern und Länge von 40 Metern. Unser Haus befindet sich in der Gemeinde Möchaltorf und wir haben eine unverbindliche Offerte gestellt, um den ungefähren finanziellen Aufwand bei der Helion-Solar Firma zur Kenntnis nehmen zu können.

Auf Ihr Haus passt eine Photovoltaik-Anlage mit einer Leistung von rund 116.6 kWp.
Damit produzieren Sie etwa 124’550 kWh/Jahr . Bereits nach 11 Jahren sollte Ihre Anlage amortisiert sein.

Dachfläche: 831 m2
Leistung: 116.6 kWp

Indach Aufdach
Stromproduktion: 124’550 kWh/Jahr 124’550 kWh/Jahr
Jahresertrag: 25’842.- CHF 22’893.- CHF
Investitionskosten: 297’500.- CHF 233’000.- CHF
Amortisationszeit: 12 Jahren 11 Jahren

Im Grossen und Ganzen, können wir also sagen, dass wir uns einerseits entscheiden können, ob wir die Solaranlage im Dach oder auf dem Dach montieren wollen, wir haben uns jetzt für die “Aufdach” -Methode entschieden und würden uns bei einem Betrag von ca. 233’000.- CHF bewegen, d.h. nach ca. 11 Jahren hätten wir die ganzen Investitionskosten gedeckt und würden dann sicherlich Strom sparen.

5. Where do photovoltaikcells come from? How much has the sale of PV-cells improved in the last years?

Gemäss Antwort von Herrn Hansruedi Kunz, Abteilungsleiter der Baudirektion vom Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft:

Photovoltaikanlagen werden ausschliesslich aus dem Ausland importiert, meist aus China.

Die folgende Grafik zeigt, dass die Verkäufe in der Schweiz gestiegen sind, und aufgrund dessen hat die Nachfrage der Nutzung von Photovoltaikanlagen zugenommen.

Schweizer Jahresstatistiken zu Verkauf und Stromproduktion von Photovoltaikanlagen
(Quelle: Markterhebung Sonnenenergie 2014, S. 22):

Photovoltaik-Statistik

Quelle 1: Markterhebung Sonnenenergie 2014 (PDF, swissolar.ch)

Page 1: Photovoltaic cells (Solar energy) =>

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7 thoughts on “Q61 – Photovoltaic Cells

  1. Hello to every body, it’s my first visit of this web
    site; this blog consists of remarkable and genuinely good
    stuff for visitors.

  2. Dear Loris,
    Dear Ronny,
    I’m very interested in solar energy but I didn’t know much about the photovoltaic cells.
    In my opinion you did a really good job because your contribution is very interesting and understandable. I also liked your interview with Mrs. Moll it gives a lot of good information about this topic.
    Well done guys!!! I could learn a lot about this energy source and I think photovoltaic cells are going to be a really important energy source in the future.
    Many thanks for your efforts.

    With kind regards
    Marino

  3. Hi Team Q61

    I often wondered why so many people are not interested in the use of solar energy. That\’s the reason I was keen on reading your project. Solar pannels are ecologically-friendly and I thought there can\’t be something bad in it. However, your project has showed me that there are also disadvantages.
    I\’m very impressed about your work. I\’ve never imagined that the solar cells are so expensive. In my opinion it would be great if everyone had just a small solar pannel on their roof. It would be a first step in a better environment.

    After I\’ve read your project I was very interested in the following question: Which country uses the most solar energy? So I researched and found a fantastic chart. Unfortunately it\’s a chart from 2011 but i think there was not a big change since then.
    http://www.photovoltaik.org/news/energiewende/entwicklung-der-weltweiten-photovoltaik-leistung-2011-1241

    Your project is really good and entertaining. One little hint: Write the questions of the interview with mrs Moll above the answers. So we don\’t have to always scroll up and down 😉

    Kind regards
    Rebekka

  4. Hi Loris & Ronny

    I was really interested in your topic because in Switzerland you can see more and more houses using photovoltaic cells! So I wondered why people decide to buy them. Reading your project gave me a great overview and knowledge about photovoltaic cells. I do care about our environment and sustainable development. I think it\’s great that two young men take their time to do some research about such an important topic. Well done and thanks again for the interesting article!

    Best wishes,
    Natalie, VZB/ Q28

  5. Hi my fellow students
    First of all I wanna say you have done an amazing job on researching the photovoltaic cells.

    I chose to comment on this theme because my father and I are users of photovoltaic cells ourselves! We installed several solar energy cells on our house in croatia. Our household uses almost entirely renewable energy.
    As you stated above photovoltaic cells are obviously very expensive, but they are surely taking us a step closer to saving the planet 🙂

    With kind regards
    Damir Stanicic

  6. Lieber Loris
    Lieber Ronny
    Mit grossem Interesse habe ich eure Arbeit gelesen!
    Das gewählte Thema erachte ich als sehr wichtig, da es notwendig ist, dass sich die Weltbevölkerung alternative Energiequellen vermehrt zu nutzen macht.
    In eurem Post habt ihr das gewählte Thema sehr ausführlich bearbeitet und mit neuen Inputs zum nachdenken angeregt. Euer Text ist einheitlich und professionell gestaltet und auch die Sprache ist für den Leser angenehm.
    Das einzige, was mir beim lesen als kleiner Mangel aufgefallen ist, war, dass die Interviewfragen nicht direkt über den Antworten platziert sind. Ich empfehle euch , dies anzupassen und den Text somit leserfreundlicher zu gestalten.
    Aus eigenem Interesse habe ich im Internet noch nach dem Unterschied von Photovoltaik- und Solaranlagen gesucht und bin auf folgenden Link gestossen:https://www.gwrueti.ch/fileadmin/Public/Website/Inhalte/Thermischen_Solaranlagen_und_Photovoltaik.pdf
    Vielen Dank für die Tolle Arbeit.
    LG Yuri

  7. Guys,
    To start with an introduction is good for the reader. I like that you did an effort and wrote your thoughts in English and German.

    Your Topic will come more and more popular in our society and for that you also had an interview with Mrs. Moll. On the interview part your structure and your questions are interesting and her answers are understandable. Regarding the question 4 to her, 20 Photovoltalic cells solar that does not sound a lot but on 1500 m2 it is actually a lot if we consider that Mönchaltorf has a population around 3500-4000 as I remember.
    The comparison between the advantages and disadvantages gives a lot of information. It is comprehensible that is a big topic but I would try to gives shorter answers.
    What I also noticed, you gave given almost on every part your link from where you got this information. The good thing is that if we want to know more we just have to click.
    I do like your contribution and want to say thank you guys!

    Allam

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