Klimafreundliche Stromerzeugung auf dem Dach
Das UKB betreibt zur Wärmeerzeugung ein Blockheizkraftwerk. Das „Nebenprodukt“ der BHKW ist Strom. Die eigene Stromproduktion beträgt im Volllastbetrieb 6.000 kW elektrische Energie.
Seit Dezember 2019 erzeugt zusätzlich eine Photovoltaikanlage auf dem Neubau NPP (Geb.80) Strom von mit einer elektrischen Leistung von 95 kWp. Eine weitere PV-Anlage mit einer elektrischen Leistung von 160 kWp wurde auf dem Neubau ELKI (Geb.30) in Juli 2022 in Betrieb genommen. Diese beiden Anlagen produzieren zusammen 255 MW, damit könnte man ca. 100 Haushalte jährlich mit elektrischer Energie versorgen
Der Strombedarf, welcher nicht über die Eigenproduktion abgedeckt werden kann, wird vom Energieversorger bezogen.
Der aktuelle Strommix kann anhand der folgenden Grafik veranschaulicht werden.
Dem Diagramm kann man entnehmen, dass der Großteil des Strombedarfes (73,1%) über das Blockheizkraftwerk abgedeckt wird und der andere Teil vom Energieversorger (26,66%) bezogen wird. Die aktuell vorhandene Photovoltaikanlage macht in der gesamten Betrachtung einen sehr kleinen Teil aus.
Ziel ist es, mit Photovoltaikanlagen den Strombezug über den Energieversorger weiter zu reduzieren. Dies verschafft mehr Unabhängigkeit vom Energieversorger sowie einen immer gleichbleibenden Strompreis zuzüglich der Einsparung beim Stromeinkauf. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Einsparung von CO2 bei der Stromerzeugung durch PV-Anlagen.
Nutzen von PV am UKB / Zusammenspiel von BHKW und Photovoltaik
Die Leistungsabgabe des BHKWs richtet sich nach dem Wärmebedarf auf dem Campus. Dies bedeutet eine hohe maximale Laufleistung der BHKWs in den kalten Wintermonaten und eine reduzierte Betriebsleistung in den Sommermonaten.
In den Sommermonaten regelt das BHKW die Leistung wegen der nicht benötigten Wärme herunter. Im Gegenzug werden aufgrund des höheren Kühlbedarfs größere Mengen Strom benötigt, welche dann vom Energieversorger bezogen werden müssen.
Photovoltaikanlagen ergänzen optimal diesen Energiebedarf. Die PV-Anlage erzeugt die höchste Leistung in den Sommermonaten bei einer hohen Sonneneinstrahlung. In den Wintermonaten bei niedrigen Einstrahlungen, erzeugt sie wesentlich weniger als maximal möglich.
Der Strombezug beim Energieversorger kann hier vor allem in den Sommermonaten eingespart werden. Die PV-Anlagen wirken der hohen Last, bedingt durch die benötigte Kälteerzeugung, entgegen.
Mit einer Anlagenleistung (4.466 kWp), die im unten folgenden Bericht ermittelt wurde, ergibt sich ein Jahresertrag, aufgeschlüsselt auf eine monatliche Einstrahlung für den Standort Bonn. Die folgende Grafik stellt dies da und resultiert mit einem Jahresertrag von 3.758.306 kWp.
Auswahlkriterien geeigneter Dachflächen
Aus der Vielzahl von Gebäuden auf dem Campus wurden in der Arbeitsgruppe PV zunächst die Dächer selektiert, die für den Ausbau von Photovoltaikanlagen am besten geeignet sind.
Folgende Auswahlkriterien wurden zugrunde gelegt:
- Dachform
- Baujahr des Gebäudes/ letzte Sanierung
- Ausrichtung der Dachfläche
- Verschattungssituation
- Vorhandene Störflächen
- Anbindung an die Elektroverteilung
- Umbau / geplante Aufstockung
Nach Berücksichtigung der Kriterien wurden die grün markierten Dachflächen als besonders gut geeignet eingeordnet:
Der Strombezug über den Energieversorger kann somit gesenkt und der Anteil der erneuerbaren Energie auf 8% erhöht werden.
CO2-Einsparung
Bei der Erzeugung einer Kilowattstunde Strom entstehen derzeit rund 315 g Kohlenstoffdioxid (CO2), gemäß Energierechnung enercity AG Strommix 2020.
Durch den Ausbau der in der Untersuchung ausgewählten 24 Dachflächen mit Photovoltaik ließen sich ca. 91.415 MWh über saubere, erneuerbare Energie abdecken und somit eine Einsparung in Höhe von ca. 28.794 Tonnen CO2 pro Jahr erzielen.
PV-Anlagen stellen für das UKB eine ökonomisch und ökologisch sinnvolle Investition dar. Durch die Einsparungen des selbst erzeugten Stroms, amortisieren sich die Anlagen nach wenigen Betriebsjahren.
Die Photovoltaik ist eine bewährte Technologie, dabei wird die Lichtenergie mittels Solarzellen in elektrische Energie umgewandelt wird.
In Deutschland hat sie sich Ende der 1990 er Jahre, durch eine politische Einführung von garantierten Einspeisebedingungen, auf dem Markt etabliert. Ab diesem Zeitpunkt steigt die Anzahl an Photovoltaikanlagen und die damit einhergehende Stromproduktion stetig an, sodass wir aktuell in Deutschland 10,5 % der gesamten Stromerzeugung über Solare Energie umsetzen. Dies entspricht einer elektrischen Arbeit von 51,42 TWh. Davon speisten Photovoltaikanlagen etwa 50,7 TWh ins öffentliche Netz ein, das war 9,3 Prozent mehr als im Vorjahr.