Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE Leefmilieu Brussel
Productie van duurzame elektriciteit: fotovoltaïsche zonne-energie en windenergie Ing. Jérémie DE CLERCK Dienst Facilitator Duurzaam Bouwen Specialist hernieuwbare energie
Doelstellingen van de presentatie
●
Begrijpen hoe fotovoltaïsche zonne-energie en windenergie werkt
●
Administratieve procedures
●
Steun voor investeringen en beschikbare productie in het BHG (Brussels Hoofdstedelijk Gewest)
3
Plan van de uiteenzetting FOTOVOLTAÏSCHE ZONNE-ENERGIE ●
PV in enkele cijfers
●
Technische aspecten
●
BIPV (architecturale integratie van de modules)
●
Financiële stimulansen en administratieve procedures
●
Toegankelijke hulptools in het BHG
WINDTURBINES ●
Windpotentieel
●
Technische aspecten
●
Financiële stimulansen
●
Toegankelijke hulptools in het BHG
4
Fotovoltaïsche zonne-energie INHOUD
• • •
Fotovoltaïsche zonne-energie in enkele cijfers Technische aspecten Financiële stimulansen en administratieve procedures
5
Geïnstalleerd vermogen en vooruitzichten
BHG 2020: 73 MWc? Bron: EF4 asbl
Op 31/12/2011 Begin van het steunmechanisme Geïnstalleerd vermogen Geïnstalleerd vermogen per inwoner
Wallonië 2008 192 MW
Vlaanderen 2006 1.476 MW
Brussel 2008 7MW
56 Wc/inw 231 Wc/inw
6 Wc/inw
6
Van Zon naar Aarde ►
Zonlicht wordt uitgestoten in de vorm van elektromagnetische golven die zich in het luchtledige verplaatsen
►
De energie van deze golven wordt overgedragen door fotonen
►
Fotonen dragen energie over aan het deeltje waartegen ze botsen.
.
7
Fotovoltaïsch effect - Ontstaan van een spanning aan de klemmen van een halfgeleidend materiaal dat is blootgesteld aan licht - Productie van gelijkstroom
8
Basisbegrippen ►Watt-piek
(Wp)
maximaal elektrisch vermogen geleverd in standaard testomstandigheden: - zonneschijn van 1 000 W/m2; - temperatuur de panelen van 25°C;
- spectrale verdeling van de straling, ofwel AM 1,5 ►Watt-uur
(Wh)
1 Watt-uur energie verbruikt of geleverd door een systeem met een vermogen van 1 Watt gedurende een uur.
Polykristallijn silicium
9
PV oppervlakte overeenstemmend met 1 kWp Modules
Monokristallijnen met hoge prestaties (6 tot 9 m2) Polykristallijnen (7,5 tot 10 m2) CIS-CIGS (9 à 11 m2) TECD (12 tot 17 m2)
Amorf silicium (14 tot 20 m2) 10
Soorten fotovoltaïsche cellen (1) ►Cellen in kristallijn silicium
- Monokristallijn PV Een enkel kristal van grote afmeting. Cellen in uniform blauw. - rendement van 12% tot 20%
- Wp/m2 ratio (~ 150 Wp/m2) interessante productiedichtheid - Kosten ³ voor polykristallijne PV
11
Soorten fotovoltaïsche cellen (2) ►Cellen in kristallijn silicium -
Polykristallijne PV Meerdere kristallen. Mozaïek van kristallen van verschillende
grootte, vorm en met verschillende oriëntatie. Vierkante cellen. -
rendement, van 11% tot 15%
-
Wp/m2 ratio (~ 100 Wp/m2)
-
kosten ≤ monokristallijne PV
Panelen op basis van siliciumcellen • monokristallijn (Mono c-SI), • polykristallijn (meerdere c-Si) • in een band (ribbon-sheet c-Si) -> 90% van de markt [Panelen van de 1e generatie]
Soorten fotovoltaïsche cellen (3) ► Cellen in dunne lagen Vacuüm plaatsing op een dunne uniforme laag die bestaat uit een of meer halfgeleidende materialen. -
Cel met amorf silicium De halfgeleider is silicium. - werkt met weinig of diffuus licht, −
integratie op soepele of stijve drager,
−
Laag rendement bij volle zon (5% tot 7%),
−
grotere oppervlakken met productie die vergelijkbaar is met kristallijn silicium
- CdTe, CIGS, enz. ►Nieuwe concepten 13
Typische rendementen Cdunne lagen Dye Sensitized
Modules
Record in laboratorium
3-5%
11,0%
Silicium Amorfe Multi-overgangen (α-Si)
4 - 6,5 %
13,2%
Silicium Microkristallijn op glas (CSG)
5-8 %
Micromorf
8-9%
Cadmiumtelluride (CdTe)
6 - 10 %
16,5%
Indium Selenium koper (CIS)
9 - 12 %
19,5%
Silicium Band
11 - 14 %
18,0%
Silicium Polykristallijn (p-Si)
11 - 14 %
20,3%
Silicium Monokristallijn (m-Si)
12 - 16 %
21,6%
Silicium Monokristallijn hoge prestaties
16 - 20 %
24,7%
25 - 35 %
41,1%
Silicium kristallijn
Concentratie Cellen driedubbele overgangen GaInP/GaAs/Ge
14
Fotovoltaïsche zonnemodules Geheel van meerdere cellen onderling verbonden in serie, of (minder vaak) parallel.
• Verbinding nodig om het vermogen te verhogen (Pmax ³ 320 W)
• 2 aan 2 gelaste cellen door een of meerdere metalen collectors in strookvorm
• Verbinding van het contact aan de voorzijde (negatieve pool) met het contact aan de achterzijde (positieve pool)
• 36 tot 72 cellen in serie
15
Diagram PV-systeem Scheidingsschakelaar gelijkstroom
Gelijkstroom
Meter “groenestroomcertificaten"
Wisselstroom
Elektrische toepassingen
Schakelbord (met differentiaalbescherming)
Fotovoltaïsche generator
Omzetter
Schakelaar wisselstroom
Verschillende functies van de omvormer: - Omzetting DC naar AC - Synchronisatiefunctie met het netwerk - Permanent zoeken van het maximale vermogenspunt (MPP) - Ontkoppelingsfunctie van het netwerk
Bestaande elektriciteitsmeter (GRD)
Netwerk
© Energie Facteur 4 vzw
16
Integratie in het dak ►
Schuin dak
►
Plat dak
VERANKERING
BALLASTEN
AANZUIG/DEPRESSIESYSTEEM 17
Integratie in het dak ►
Plat dak (flexibele modules)
►
Verticaal geplaatst tegen de gevel
18
BIPV - Building Integrated PV ►
Verticale plaatsing (geïntegreerd in de gevel)
►
Semi-transparante integratie in de gevel
19
BIPV - Building Integrated PV ►
Alternatieve architecturale integraties
20
Productiesteun / 1 •
Groenestroomcertificaten - Toekenning van 1 GSC voor elke productie van groene elektriciteit die de uitstoot van 217 kg CO2 doet vermijden - aantal GSC evenredig aan de CO2-besparingen - 1 GSC/217kg vermeden CO2 1,818 GSC/MWh PV - Geldigheid van de GSC: 5 jaar - Toekenningsperiode: max. 10 jaar na inbedrijfstelling (verlengbaar onder bepaalde voorwaarden)
21
Productiesteun / 2 • Aantal toegekende groenestroomcertificaten Vóór 20 oktober 2012 m2
Toekenning van groenestroomcertificaten 1 GSC voor de # GSC/MWh productie van
Financiële opbrengsten MARKTPRIJS (GSC à 85 €)
Alle groottes
5 GSC/MWh
200 kWh
425 €/MWh
Minder dan 5 kVA (rechtspersonen en overheden)
7 GSC/MWh
143 kWh
600 €/MWh
Datum van indiensstelling na 20 oktober 2012 (Besluit 20/07/2012)
Alle groottes
Toekenning van Financiële opbrengsten groenestroomcertificaten 1 GSC voor MARKTPRIJS de # GSC/MWh productie (GSC à 85 €) van 340 €/MWh 4 GSC/MWh 250 kWh 22
Investeringspremies / 1 • Nieuwe of gerenoveerde passieve lage energiewoningen - Eigenaars, huurders, vruchtgebruiker,… - Bedrag van de premie gemoduleerd in functie van het inkomen van het gezin en met een maximum van 30% van de factuur voor de werken die in aanmerking komen
0,25 €/Wp
0,5 €/Wp
1 €/Wp
Categorie
Inkomensgrens alleenstaande
Inkomensgrens - echtpaar
A
Meer dan 60.000€
Meer dan 75.000€
B
Tussen 30.000€ en 60.000€
Tussen 45.000€ en 75.000€
C
Minder dan 30.000 €
Minder dan 45.000€
23
Investeringspremies / 2 Nieuwe of gerenoveerde tertiaire of industriële lage energiegebouwen -
Bedrag van de premie: 0,25 €/Wp
-
Plafond: 30% van de in aanmerking komende kosten van de factuur
24
Andere investeringssteun / 1 ● UDE investeringssteun voor bedrijven - verschil in functie van de omvang van het bedrijf: ►
►
►
voor micro- en kleine ondernemingen 45% van het in aanmerking komende investeringbedrag; voor middelgrote ondernemingen 35% van het in aanmerking komende investeringsbedrag; voor grote bedrijven 25% van het in aanmerking komende investeringsbedrag.
25
Andere investeringssteun / 2 •
Fiscale aftrek voor energiebesparende investeringen in ondernemingen ●
Voor industriële, handels- of landbouwbedrijven (uitgebaat door een natuurlijke persoon of rechtspersoon) en vrije beroepen
●
De aftrek bedraagt 15,5% van de investering voor 2012 (aanslagjaar 2013).
26
Windturbines INHOUD
• • • •
Windpotentieel Technische aspecten Financiële stimulansen en administratieve procedures Steun voor investeringen en beschikbare productie in het BHG
27
Windpotentieel Laag windpotentieel (9.500 MWh) vastgesteld in het BHG vanwege beperkingen in verband met de nabijheid van de luchthaven.
28
Indeling van de windturbines Indeling volgens het vermogen van de turbine (HAWT)
Benaming
Rotor diameter [m]
Draaireikwijdte [m²]
Vermogen [kW]
Micro
0.5-1.25
0.2-1.2
0.25
Mini
1.25-3
1.2-7.1
1.5
Gezin
3-10
7-79
15
Kleine bedrijven
10-20
79-314
100
Middelgroot bedrijf
20-50
314-1963
1000
Groot bedrijf
50-100
1963-7854
3000
Bron: Energieplus
29
Indeling volgens het werkingsprincipe Windturbines met horizontale as (HAWT) of verticale as (VAWT)
30
Indeling volgens het aantal schroefbladen ● Aantal schroefbladen Eén schroefblad - twee schroefbladen - drie schrioefbladen - meer schroefbladen
31
Diagram van een windturbine met horizontale as
32
Windeffecten in de buurt van een obstakel ●
Gedrag van de wind rond een gebouw
33
Financiële stimulansen ● Investeringsstimulansen - Financiële steun voor haalbaarheidsstudies en audits die nodig zijn om een windturbine te plaatsen. - 25% van het factuurbedrag voor de studie, de levering en de plaatsing van het materiaal.
• Groenestroomcertificaten - Basistoekenning: een installatie ontvangt 1,818 GSC/geproduceerde MWh - Wind (175 kW): E=350 MWh => 350*1,818 GSC = 636,3 GSC
•
Fiscale aftrek voor inv WE - De aftrek bedraagt 15,5% van de investeringswaarde van de windenergie. 34
Administratieve procedure ● Stedenbouwkundige vergunning
• Een stedenbouwkundige vergunning voor beperkte duur
• Milieuvergunning - Windinstallaties en windmolenparken ingedeeld in: • klasse 1C (1 tot 250 kW) • Klasse 1B (> 250 kW tot 1 MW) • Klasse 1A (> 1 MW) - De milieuvergunning van klasse 1 moet worden aangevraagd bij Leefmilieu Brussel.
35
Aandachtspunten ●
Bepalende maar gedifferentieerde rol van de marktmechanismen en openbare steun bij de ontwikkeling en het gebruik van deze 2 duurzame energiebronnen ►
Onmisbaar voor windenergie
►
Beperkt tot GSC voor zonnepanelen
●
Beperkt ontwikkelingspotentieel van windenergie in het BHG.
●
In stedelijke gebieden beperkt de territoriale ruimte en de sterke verstedelijking de ontwikkeling van duurzame energie los van de bebouwde kom ►
Zonne-energie (thermische & PV) geproduceerd op het dak biedt een van de grootste besparingsmogelijkheden
36
Tools, websites, … ●
Documentatie, formulieren en info: Leefmilieu Brussel, 02 775 75 75
●
Gratis advies: Dienst Facilitator Duurzame Gebouwen - Dienst algemeen advies & technieken voor alle onderwerpen Voor elke professional die werkt aan een bouwtechnisch project in het BHG -
- Bereikbaar -
per telefoon: 0800/85.775
-
via e-mail:
[email protected] (FR)
[email protected] (NL)
37
Contact Ing. Jérémie DE CLERCK Functie: Specialist hernieuwbare energie Coördinaten
: 0800/85.775
E-mail:
[email protected] (FR)
[email protected] (NL)
38
