Untitled - Vision BMS

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Hinter dem Begriff Photovoltaik steckt ein Gebiet der Wissenschaft und Technik, die sich auf das Problem
konzentriert, das mit der Verarbeitung der Lichtstrahlen vom Sonnenlicht zur Elektroenergie verbunden ist. Das
ganze Problem stützt sich auf die Ausnutzung des photovoltaischen Effekts sowie die Verwertung der dadurch
gewonnenen Elektroenergie.
Das Interesse an ökologische Lösungen sowie das Bedürfnis, Ersparnisse in Ausgaben für wachsenden Bedarf
an Elektroenergie zu suchen, haben eine intensive Entwicklung der photovoltaischen Technologie verursacht
sowie zur Entstehung von günstigeren Rechtsvorschriften beigetragen, wodurch die Investitionen in
erneuerbare Energiequellen geregelt sind.
Die Idee der Photovoltaik als einer erneuerbaren Energiequelle ist auf den ersten Blick sehr attraktiv und zwar
in vielerlei Hinsicht. Erstens, das ist eine sehr ökologische Lösung, weil wir die Energie aus einer erneuerbaren
Quelle schöpfen. Zweitens, die Energiequelle ist umsonst und allgemein zugänglich. Die Wirklichkeit sieht aber
nicht mehr so bunt aus, wie es scheinen könnte. Die von den Herstellern gesicherte Lebensdauer der PV-Zellen
für circa 25 Jahre entspricht oft nicht der Wirklichkeit (die Hersteller erteilen meistens Garantie nur für die
ersten 10 Jahre). Die Schädlichkeit des nach dem Recycling der Zellen entstandenen Abfalls kann größer sein
als die Emission der schädlichen Substanzen, die bei der Gewinnung der Energie mit konventionellen Methoden.
Die Gesamtkosten der Investition sowie die Benutzung der Anlage können sich als weniger vorteilhaft zeigen als
die Ausnutzung von konventionellen Methoden.
Ein wichtiges Element eines photovoltaischen Systems ist, dass bloß die PV-Module nicht reichen, um die
Geräte im Gebäude zu speisen. Sie werden nicht direkt an die Geräte angeschlossen. Die meisten verwendeten
Geräte benötigen die Energieversorgung mit der Wechsel-Netzspannung vom Wert 230V, und die Spannung an
den Klemmen der PV-Module ist annähernd gleich. Zusätzlich hängt der Wert dieser Spannung stark von den
Arbeitsbedingungen ab. Die durch das PV-Zellen-Modul gelieferte Energie ist nicht konstant, und die meisten
Elektrogeräte brauchen eine feste Energiequelle, insbesondere elektronische Geräte. Deshalb werden in den
meisten Fällen zusätzlich elektronische Steuer- und Umformungs-Vorrichtungen angewandt. Die Gesamtheit
zusammen mit den PV-Modulen bildet ein Photovoltaik-System.
Die Kost einer PV-Anlage hängt erheblich von der Größe der Investition ab, je größer die Anlage desto höher die
Kost umgerechnet in Watt von Kraft. Im Allgemeinen gestaltet sich die Kost von 1 kW der Netz-Anlage
zwischen 6 und 8 tausend PLN netto/kW [1400-1900 € netto/kW]. Die Faktoren, die zusätzlich die Kost
beeinflussen, sind unter andren: Typ der Montage-Konstruktion (Boden-Montage, auf flachem Dach, auf
Schräg-Dach), Länge und Dicke der Verkabelung oder die verwendeten Bestandteile.
Die PV-Systeme kann man in zwei Gruppen teilen: off-grid (nicht an das Energienetz angeschlossen) sowie
grid-connected (ans Energienetz angeschlossen).
Das erste System, das ans Energienetz nicht angeschlossen ist, arbeitet als eine völlig autonome EnergieQuelle.
Für
diesen
Typ
der
Lösungen
verwendet
man
eine
zusätzliche
Puffer-Vorrichtung
[Zwischenspeicherung], um die Effektivität der gesamten System zu erhöhen. Zum Beispiel, wenn keine
Elektrogeräte angeschlossen sind, oder die angeschlossenen Geräte die Leistungsfähigkeit der PV-Module nicht
völlig ausnutzen, wird der Energie-Überschuss in die Akkus kommen, die als der Puffer arbeiten. In einer
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gegenteiligen Situation, das heißt im Falle eines erhöhten Bedarfs an Energie, die benötigte Energie kann aus
den vorher geladenen Akkus entnommen werden.
Das zweite System, ans Energienetz angeschlossen, ist von dem Netz völlig abhängig. Hier arbeitet das
Energienetz als der Puffer für das PV-System, unabhängig also von der Größe des Bedarfs an Elektroenergie,
wird diese ins Energienetz eingeführt. Das besteht in der Entnahme der fehlenden Energie aus dem Netz, die
man dann mit dem Versorger abrechnen muss. Im Moment, wenn ein Strom-Überschuss hergestellt wird, ist es
möglich, ihn ans Energienetz weiter zu verkaufen.
Die Ergiebigkeit der PV-Systeme häng also von der Größe und Leistung der Module ab, sowie vom richtigen
Winkel ihrer Aufstellung. Eine Erhöhung der Ergiebigkeit kann erreicht werden, indem man ein NachführSystem verwendet, das die Sonne verfolgt und die Module im optimalen Winkel einstellt. Die Anwendung von so
einer Lösung würde die Ergiebigkeit des Systems um etwa 30% erhöhen.
In Polen setzt die von der Regierung angenommene Politik voraus, dass bis zum Jahr 2030 die erneuerbaren
Energiequellen 40% der gesamten in Polen hergestellten Energie sein sollen.
Das neue Gesetz über Erneuerbare Energie-Quellen [OZE] führt neue Definitionen von Mikro- und Klein-Anlagen
ein:
Mikro-Anlage – eine Anlage der erneuerbaren Energie-Quelle mit installierter Gesamt-Elektroleistung bis zu 40
kW.
Klein-Anlage – eine Anlage der erneuerbaren Energie-Quelle mit installierter Gesamt-Elektroleistung bis zu über
40 kW bis zu 200 kW.
Eins der Sonderrechte derartigen Anlagen wird eine Entbindung von der Pflicht sein, für die geführte Tätigkeit
eine Konzession einzuholen. Zusätzlich, gemäß gesetzlichen Vorschriften, hat die in Mikro-Anlagen erzeugte
Energie keinen Charakter einer Wirtschaftstätigkeit mehr (unabhängig davon ob sie zum eigenen Gebrauch
verwendet oder ins Energienetz verkauft wird). Es wird also nicht nötig sein, bei der Herstellung der Energie
von elektrischer Leistung bis zu 40 kW eine Wirtschaftstätigkeit zu gründen oder Buchhaltung zu führen. Der
Eigentümer von so einer Anlage hat nur die Pflicht, dem Anbieter des Vertriebsnetzes den Anschluss der Anlage
ans Stromnetz von einem berechtigten Installateur zu melden. Die Abrechnung der erzeugten/entnommenen
Energie wird durch einen intelligenten Zähler erfolgen.
Die Formen der Hilfe sowie Zuschüsse für Photovoltaik hängen von den jeweiligen Organisationen und
Institutionen sowie von ihrer Projektunterschiedlichkeit in einzelnen Woiwodschaften ab.
Der Nationalfonds für Umweltschutz und Wasserwirtschaft [NFOŚiGW] unterstützt landesweite Programme, die
der Entwicklung von Erneuerbaren Energie-Quellen [OZE] Beistand leisten. Die Zuwendungen für Mikro-Anlagen
sowie verschiedene Programme, die die Entwicklung der zerstreuten Energie-Quellen vom erneuerbaren
Charakter unterstützen, haben das Ziel, Die Förderung der umweltfreundlichen Lösungen näher zu rücken. Zur
Zeit hat der Nationalfonds das Programm Prosument. Die Zuwendung der Unternehmen umfasst den Einkauf
und Montage von neuen Anlagen und Mikro-Anlagen von erneuerbaren Energie-Quellen zur Herstellung von:
Elektroenergie oder Wärme und Elektroenergie (in eine Anlage verbunden oder gesonderte Anlagen im
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Gebäude), für die Bedürfnisse von Einfamilien- oder Mehrfamilien-Wohnhäuser, darunter auch für den
Austausch der bestehenden Anlagen gegen mehr effektive und umweltfreundliche. Laut Informationen über das
Programm,
die
Nutznießer
des
Programms
können
natürliche
Personen,
Wohnbaugenossenschaften,
Wohngemeinschaften sowie Einheiten der territorialen Selbstverwaltung und ihre Vereine sein. Die Zuschüsse
werden für PV-Anlagen mit installierter Gesamt-Elektroleistung bis zu 40 kW gewährt.
Zu den Haupt-Grundsätzen der Gewährung von Zuwendungen gehören: maximale Höhe der qualifizierten
Kredite 100 tausend PLN – 450 tausend PLN, abhängig von der Art des Nutznießers und Unternehmens;
Bestimmung der maximalen qualifizierten Einheitskost für jede Anlageart; maximale Zeitdauer der Finanzierung
mit der Anleihe/dem Kredit bis zu 15 Jahren, sowie Ausschließung der Möglichkeit, Zuwendung für die Kosten
des Unternehmens aus anderen öffentlichen Mitteln zu erhalten.
Das Programm wird auf drei Weisen eingeführt: für Einheiten des territorialen Selbstverwaltung (durch Anleihen
zusammen mit Zuwendungen für Einheiten der territorialen Selbstverwaltungen), durch die Vermittlung von
Banken (durch Zuverfügungstellung für die Banken der Mittel, die für die Gewährung von Bankkrediten
zusammen mit Zuwendungen bestimmt sind), sowie durch die Vermittlung des von WFOŚiGW [WoiwodschaftsFonds für Umweltschutz und Wasserwirtschaft] zur Verfügung gestellten Mittel mit der Bestimmung für
Gewährung von Anleihen zusammen mit Zuwendungen.
Das Programm hat ein Budget von 600 Mio. PLN und ist in zwei Stufen geteilt: die erste für die Jahre 2014 und
2015, in der die Zuwendung 40% für PV-Anlagen sowie kleine Windkraftwerke betragen wird. Die zweite Stufe
umfasst die Jahre 2016 – 2020, und die Zuwendung beträgt 30% für PV-Anlagen und kleine Windkraftwerke.
Die Rentabilität der Investitionen ist start von der Art der Anlage, den Bedingungen, in denen die Zellen
arbeiten, sowie dem Zuschuss, der die getragenen Kosten amortisieren kann, abhängig. Das geltende Recht
und Vorschriften sind immer freundlicher für die Investitionen in die Erneuerbaren Energie-Quellen, daher auch
steigt die Rentabilität der Invertierung in die “grüne Energie” von Jahr zu Jahr. Zusätzlich erlaubt die
anhaltende Entwicklung der neuen Technologien eine effektivere Ausnutzung der erzeugten Energie.
Die Firma APAInnovative hat eine Probe-PV-Anlage auf dem Gebäude des Hauptsitzes in Gleiwitz ausgeführt,
um die Überwachung der Anlage mit der Verwendung des intelligenten Gebäudes Vision BMS in Betrieb zu
setzen. Das System entnimmt Informationen unmittelbar dem in der Anlage angewandten Wechselrichter
[Inverter], die es anschließend analysier und archiviert. Die Messergebnisse können auf Zeitdiagrammen
beobachtet werden, die sowohl die Qualität als auch die Menge der gewonnenen Energie darstellen. Auf dem
Laufenden wird der Zeitraum der Rückzahlung von der Investition in Monaten gezählt.
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Bild 1. Ansicht des Bildschirms von der PV-Überwachung im System Vision BMS.
Stand der Investitions-Rückzahlung am 14.10.2014 sieht folgendermaßen aus:
Kost der Investition [PLN]
Menge der hergestellten Energie [kWh]
Gesamtwert der Energie [PLN]
Mittleres Tages-Wert der Energie [PLN]
Geschätzter Zeitraum der Rückzahlung [Monate]
3300
916,26
503,94
1,3
71,94
Sollte sich die mittlere Herstellung von Elektroenergie auf einem konstanten Niveau halten, würde sich dann die
Investition nach ungefähr 6 Jahren bezahlt machen. Die Schnelligkeit der Rückzahlung von der Investition
hängt nicht nur von der Ergiebigkeit der PV-Zellen und dem Wetter ab, sondern auch von dem Wert des
Marktpreises für 1kW Leistung.
Aus den durch die Firma APAInnovative durchgeführten Messungen folgt: aus in einer installierten Anlage, die
aus viel Solar-Modulen besteht, gewinnt man an einem Sommertag mit guter Sonnenbestrahlung eine
maximale Stromstärke bis 4,6 A und Spannung 120 V. Durchschnittlich im Laufe des Tage befindet sich der
Wert der hergestellten Energie auf dem Niveau von ca. 4 kWh. An einem wolkigen Tage mit Regenfall erreicht
dieser Wert bloß 0,2 kWh.
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Bild 2. Die auf dem Gebäude der Firma APA installierte PV-Anlage
Bei der Analyse der Zeitverläufe der Spannung oder Stärke des durch die PV-Module erzeugten Stroms kann
man sehr leicht die Besonnung des jeweiligen Tages bestimmen. Man kann auch die Herstellung der
Elektroenergie in Abhängigkeit von der Tageszeit beobachten, die sich auch in Abhängigkeit von der Jahreszeit
ändert.
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Bild 3. Diagramm der Spannung von der erzeugten Energie.
Bild 4. Diagramm der Stromstärke von der erzeugten Energie.
Von den Diagrammen auf den Bildern 3 und 4 kann man feststellen, dass es am 13. Oktober ein sonniges und
praktisch wolkenloses Wetter gab, und am 14. Oktober was der Himmel völlig bewölkt.
Die an das System
Vision BMS zusätzlich angeschlossene Wetter-Station hat an demjenigen Tag einen Niederschlag auf dem
Niveau von 3,2mm gezeigt.
Der Hersteller des Systems Vision BMS hat die Messergebnisse unter der folgenden Adresse zugänglich
gemacht: http://apainnovative.pl/testuj-on-line/

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