Energetischer Aufwand und Ertrag bei Solarzellen

Hallo zusammen!

Vielleicht könnt ihr mir helfen :wink:

Ich würde gerne Informationen zum Thema photovoltaischer Zellen sammeln.

Zum einen geht es dabei um den Energieaufwand bei der Herstellung.
Zum anderen geht es um den zu erwartenden Energieertrag über die Lebensdauer der Zelle.

Ich möchte gerne beides gegenüber stellen.

Sicherlich gab es auch eine zeitliche Entwicklung in der Geschichte der Photovoltaik, in der das Verhältnis von Aufwand und Ertrag durch neu entwickelte Zellentypen und innovative Herstellungsmethoden immer günstiger wurde.

Auch ist sicherlich von Belang, an welchem Ort der Erde - also mit welcher Sonneneinstrahlung - die Solarzelle im Betrieb ihr Dasein fristet.

Zu diesem Themenkreis hätte ich gerne Informationen eingeholt.

Hat vielleicht jemand ein paar nützliche Links zu entsprechenden Informationsquellen?

Auch wenn ich Kosten eher scheue *g*, könnte ich mir notfalls auch Literatur beschaffen, falls mir jemand hierzu einen Tipp geben kann.

Über Hinweise würde ich mich sehr freuen :smile:

Viele Grüße
Tomm

Moin,

Hat vielleicht jemand ein paar nützliche Links zu
entsprechenden Informationsquellen?

vom Umweltbundesamt bzw. dem Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gabs mal eine Informationsschrift die dieses Thema hatte.
Die Leutchen vom Fachbereich 3 (Umweltverträgliche Techniken) sollte Dir weiterhelfen können.

Wenn ich das recht in Erinnerung habe, war die energetische Amortisation bei gegenwärtigen Anlagen im Schnitt nach 3 - 4 Jahren gegeben.

Gandalf

Hallo,

beim googeln nach dieser faszinierenden „Energetischen Amortisation“ kam ziemlich vorn

http://www.htw-aalen.de/dynamic/img/content/personal…

(auch ein Dünnbrettbohrer stößt mal auf was Brauchbares -
dagegen gifte ich mich, dass ich zu diesem seltsamen Mikroskop eine Etage tiefer nichts finde …)

Grüße Roland

Hallo,
das eine oder andere „historische“ Datum könntest du hier im Archiv finden.
Als ich mich vor ca. 25 Jahren zum ersten mal mit dem Thema beschäftigt habe, war die Antwort noch „niemals“. Für Spezialanwendungen (also vor allem Raumfahrt und Inselanlagen fernab der Zivilisation) war es aber damals schon interessant.
Vor 10-15 Jahren sagte man dann 10 Jahre bis zur Amortisation und weitere 10 Jahre bis die Zellen aufgeben.
Anmerkung - mein Solartaschenrechner (Casio FX 451 das war eines der ersten Modelle ohne Batterie mit amorpher Solarzelle) von 1985 funktioniert elektrisch immer noch, die Mechanik hat aber schon Probleme (einzelne Tasten sprechen nicht mehr an).

Cu Rene

Hallo,

ich habe gerade mal eine Excel-Tabelle gebaut.

Dabei machte ich folgende Annahme:
Die Erzeugung einer Solarzelle benötigt 4000kWh/kWpeak.
Die Solarzelle erzeugt 800kWh/kWpeak im Jahr.
Daraus folgt dann eine energetische Amortisation nach 5 Jahren.

Nun habe ich die Tabelle von Wikipedia zur installierten Solarleistung genommen und für die Jahre 2000 bis 2011 eine mittlere jährliche Steigerung um den Faktor 1,68 genommen.
Bei 76MW 2000 kommen da 22.867MW 2011 raus, was den tatsächlichen 24.820MW nahe genug kommt.
Diese Vereinfachung habe ich gemacht, um eine Prognose erstellen zu können.

Das Ergebnis ist erschreckend:
Für 2011 komme ich auf 22.867MW installierte Leistung,
seit 2000 kumuliert wären nach dem Modell 45.107GWh erzeugt worden.
Und die Erzeugung der Zellen bis da hätte 91.469HWh Energie gekostet.

Bleibt ein sattes MINUS für die Bilanz.
Wenn man ein weiterhin sattes Steigen annehmen würde, dann ergäbe sich für 2018, dass dann 863.735MW installiert wären.
Dafür wären 3.454.940GWh Energie benötigt worden, alle Zellen zusammen hätten seit 2000 aber lediglich 1.707.058GWh Energie erzeugt.

Fazit:
Die extremen Steigerungsraten der Photovoltaik haben bislang dafür gesorgt, dass mehr Energie investiert als geernten wurde. Die vorhandenen Zellen können gar nicht nachkommen, die explodierenden Neuinstallationen zu kompensieren.

Erst wenn der Markt gesättigt ist, werden die dann bestehenden Anlagen mächtig und gewaltig aufholen, um dann eine positive Bilanz zu ermöglichen.

Schaue ich nicht nach dem Modell, sondern nehme die realen Zahlen von 2000 bis 2011 (immer noch in der Annahme, dass 1 kWpeak in der Produktion 4000kWh gekostet hat, dann kommt man für 2011 auf 49.245GWh Erzeugung bei 99.280GWh Verbrauch.

Würde man nun sagen wollen, dass Solarstrom seit 2000 zumindest den für die Erzeugung der Zellen nötigen Strom geliefert habe, dann müsste man von 2000kWh pro kWpeak ausgehen.
Das widerspricht aber den gefundenen Angaben zur energetischen Amortisation, denn bei 2000kWh müsste diese schon nach durchschnittlich 2,5 Jahren erfolgen.

Eine durchweg NOCH miese Bilanz… Aber die Zellen holen auf!

Entsorgung nicht vergessen [owT]
Grüße
kernig

Moin,

bei seriösen Ansätzen zur Beurteilung der energetischen Amortisation ist das berücksichtigt.
Dort gehen z.B. das Alu mit der durchschnittlichen Recyclinquote ein (die ziemlich hoch ist) und das Silizium läßt sich auch problemarm wiederverwenden.
Das Kupfer für die Leitungen etc. haben auch eine sehr hohe Recyclingquote, dito Glas.

Gandalf

Nur die Zellen oder auch der Rest der Anlage
Hi!

Werden dabei eigentlich nur die PV-Zellen / -elemente herangezogen oder auch die anderen Bauteile der Anlage? (Habe das Beispielpapier nur kurz überflogen, da war immer nur die Rede von den Paneelen).

Da wird ja auch eine Menge (z.B. Steuer-)Elektronik verbaut und damit (vermute ich nur) einige viele Stoffe mehr.

Grüße
kernig

Moin,

Da wird ja auch eine Menge (z.B. Steuer-)Elektronik verbaut
und damit (vermute ich nur) einige viele Stoffe mehr.

die unten angegebenen 4 - 5 Jahre waren, wenn ichs recht erinnere der Wert für Dünnschichtmodule und eine komplette Anlage, also Silizium, Trägersyseme, Elelktronik, Elektrik, Kabel, Schrauben und allem drum und dran.

Gandalf

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Korrektur!
Moin,

die unten angegebenen 4 - 5 Jahre

tschuldigung, es sollte 3 - 4 jahre heißen.

Gandalf

Das eine und das andere
Moin!
Ich kann ja (gefühlsmäßig) weder die eine noch die andere Zahl glauben…

die unten angegebenen 4 - 5 Jahre

tschuldigung, es sollte 3 - 4 jahre heißen.

Aber wir sind ja nicht in der Kirche und ich lerne gern dazu… :wink:

Was mir noch einfällt, was man dabei mitberechnen sollte, wäre die Verlegung der Anschlussleitungen (hatten wirs schon davon?), zum Teil Kilometerweit in die Pampa.

Grüße
kernig

Hi, nachdem häufig Metalle, egal ob Kupfer, Alu, oder Eisen, geklaut werden, teilweise sogar wenn diese Verbaut sind, von Baustellen sowieso, stell ich mir die Entsorgung der Leitungen nicht wirklich Problematisch vor.

OL

Hallo, xstrom,

deinen Beitrag habe ich mit Interesse gelesen. Wenn ich das richtig verstanden habe, muss man 400 KWh Energie aufwenden, um eine Photovoltaik - Paneele mit 1 KWH peak herzustellen.
Zur gesamten Energiebilanz gehört meiner Ansicht nach aber auch die Berücksichtigung der Einsparungen auf dem Sekundärsektor.

Produktion von Brennelementen
Transport und Lagerung (ungeklärt)von radioaktiven Stoffen
Dekontamination von Lagerstätten (Asse)
Rückbau von AKW´s
Aufwendungen für Sicherheit
Bau und Betrieb von Kohle- und Gaskraftwerken
und vieles mehr.

Wenn man das berücksichtigt, sieht die Energiebilanz doch schon weit freundlicher aus.
Ein Beipiel möchte ich noch nennen, warum nan den Energieeinsatz nicht nur auf die physikalische Einheit zureduzieren darf.

Die Eisenbahn. Da müssen Trassen und Fahrzeugsysteme, Stellwerke und Logistik, Betrieb und Wartung und nicht zuletzt Stuttgart 21 und vieles mehr mit einem ungeheuerem Energieaufwand bewältigt werden. Da kann man den Energieaufwand auch nicht in eine Relation zum physikalischem Output setzen.

In einer Sache sind wir uns wahrscheinlich einig: Energie kann nicht verloren gehen.

Grüsse, anciano

Hallo, xstrom,

deinen Beitrag habe ich mit Interesse gelesen. Wenn ich das
richtig verstanden habe, muss man 400 KWh Energie aufwenden,

4000kWh!

um eine Photovoltaik - Paneele mit 1 kW peak herzustellen.

Ich habe mich an diesem Text orientiert:
http://www.htw-aalen.de/dynamic/img/content/personal…

Zur gesamten Energiebilanz gehört meiner Ansicht nach aber
auch die Berücksichtigung der Einsparungen auf dem
Sekundärsektor.

Nein, dass sehe ich nicht so.
Es geht hier nicht um einen Vergleich, sondern es wurde nur die Solaranlage betrachtet. Da stehen nach ca. 5 Jahren 4000kWh Investition 4000kWh Ertrag gegenüber. Erst dann wird netto Energie produziert. Die 4000kWh Investition stammen ja bei Strom aus dem Energiemix. Danach erst muss ich bedenken, dass die nun erzeugten kWh ein mehrfaches an Primärenergie einsparen.

In einer Sache sind wir uns wahrscheinlich einig: Energie kann
nicht verloren gehen.

Wir wissen ja, was gemeint ist, wenn ich von „Energieerzeugung“ spreche. Ist halt einfacher zu schreiben, wenngleich physikalischer Unfug.