Der Entscheid, ein schweizweites Standortauswahlverfahren für geologische Tiefenlager durchzuführen und dafür das Instrument eines Sachplans zu nutzen, reifte 2004. Verschiedene Umstände rund um die Entsorgung hatten dabei einen Einfluss: Die Beratungen zum neuen Kernenergiegesetz, die Ablehnung des Sondierstollens am Standort Wellenberg (NW) und der Entsorgungsnachweis in Benken im Zürcher Weinland. Im sechsten Teil der Blogserie zum Umgang mit radioaktiven Abfällen in der Schweiz, rollen wir die Geschichte des Sachplans auf. Weiterlesen
Schlagwortarchiv für: Arbeitsgruppe
Tiefenlager radioaktive Abfälle: Partizipation für die Oberflächeninfrastruktur geht weiter
In Nördlich Lägern soll dereinst der radioaktive Abfall der Schweiz entsorgt werden. Für das geologische Tiefenlager ist indes auch Infrastruktur an der Oberfläche nötig. Die zuständige Fachgruppe der Regionalkonferenz Nördlich Lägern (FG OFI) und die Arbeitsgruppe Verpackungsanlagen geologisches Tiefenlager (AG VA gTL) haben ihre Stellungnahmen für die weitere Konkretisierung dieser Oberflächeninfrastruktur verfasst. Zentraler Punkt: Der Bau der Oberflächenanlage soll ein Vorzeigeprojekt sein. Weiterlesen
Entsorgung radioaktive Abfälle: Die Schweiz im Vergleich
Seit dem 12. September 2022 ist bekannt, wo die Schweiz ihre radioaktiven Abfälle entsorgen will: Die mit der Aufgabe betraute Nagra will im Opalinuston des Zürcher Unterlands ein Tiefenlager für schwach-, mittel- und hochaktive Abfälle bauen. Bis das Lager in Betrieb geht, vergehen zwar noch fast drei Jahrzehnte. Dennoch ist die Ankündigung der Nagra ein Meilenstein auf dem Weg zu einer sicheren Entsorgung der radioaktiven Abfälle der Schweiz. Doch: Wo steht die Schweiz im internationalen Vergleich?
Auf einer interaktiven Karte Europas hat das Bundesamt für Energie den Stand des jeweiligen Standortsuchverfahrens für hochaktive Abfälle in allen Ländern zusammengetragen. Der Blick fällt dabei zuerst auf drei Länder, die dunkler eingefärbt sind als die Schweiz: Finnland, Frankreich und Schweden. Während Finnland bereits ein Lager baut (Betriebsbeginn ab 2025), haben Frankreich und Schweden den Standortentscheid gefällt. Beide wollen ca. 2035 anfangen mit dem Einlagern der Abfälle.
In fünf weiteren Ländern (Grossbritannien, Deutschland, Tschechien, die Slowakei und Ungarn) läuft ein Verfahren zur Standortsuche. Ein definitiver Standort ist aber noch nicht bestimmt. Belgien wiederum hat einen Grundsatzentscheid gefällt, wonach die Abfälle in einem Tiefenlager entsorgt werden sollen. Acht Länder (Spanien, Niederlande, Italien, Slowenien, Kroatien, Litauen, Rumänien und Bulgarien) haben noch keine Entscheide gefällt. Die restlichen 23 Länder haben keine Kernkraftwerke und folglich meist nur schwach- und mittelaktive Abfälle aus Medizin, Industrie und Forschung zu entsorgen. Fazit: Auch wenn von der Gründung der Nagra bis zur Ankündigung des Standorts letzten Herbst ein halbes Jahrhundert vergangen ist, ist die Schweiz im Vergleich weiter vorangeschritten als die meisten anderen Länder Europas.
Die Karte findet sich im neuen Focus Tiefenlager Nr. 20, der Ende Juni erschienen ist. Weitere Artikel im Focus:
- Editorial des neuen Beiratspräsidenten Martin Landolt
- Interviews mit den Co-Präsidenten der Regionalkonferenz Nördlich Lägern sowie dem Vorsitzenden der Arbeitsgruppe Verpackungsanlagen geologisches Tiefenlager
- Ein Rückblick auf die regionale Partizipation seit 2011 und die Ergebnisse daraus
Der Focus Tiefenlager kann hier heruntergeladen werden.
Andreas Besmer, Fachspezialist Regionale Partizipation, Bundesamt für Energie
Grafik: BFE
Was können Optimizer bei PV-Anlagen wirklich leisten?
Wer eine PV-Anlage auf seinem Dach montiert, möchte möglichst viel Strom produzieren. Ein Kamin, der regelmässig Schatten wirft, mindert den Ertrag. Sogenannte Optimizer versprechen da Abhilfe. Was taugen Sie? Wo sind sie sinnvoll? Wo eher weniger? Forscher der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW in Winterthur haben bei ihrer Untersuchung, die vom Bundesamt für Energie unterstützt wurde, festgestellt: Optimizer können den Ertrag verbessern, aber auch verschlechtern. Es hängt vom jeweiligen Fall ab.
Wie viel Strom eine PV-Anlage tatsächlich produziert, hängt von verschiedenen Faktoren ab: Ein Kamin, der Schatten wirft, ein kaputtes Modul oder Schnee auf der Anlage können den Ertrag mindern. Da die einzelnen Zellen eines Moduls und sogar mehrere Solarmodule miteinander verschaltet sind, ist ein separates Ansteuern beschatteter und unbeschatteter Zellen nicht ohne weiteres möglich.
Hier kommt der Optimizer ins Spiel. Mit diesem elektrischen Gerät ist es prinzipiell möglich, die Leistung des schwächsten Glieds in der Kette zu nutzen, ohne dieses teilweise oder ganz zu überbrücken. Sprich: Das Modul, das weniger produziert, weil Schatten darauf fällt, wird mit dem Optimizer unabhängig geregelt und beeinträchtigt den Ertrag der anderen nicht mehr.
Die Rolle des MPP:
Der Maximum Power Point (MPP) bezeichnet den Betriebspunkt eines Moduls oder einer Solaranlage, bei welchem die optimale Leistung zu einem Zeitpunkt und den entsprechenden Verhältnissen (Einstrahlung, Temperatur usw.) bezogen wird. Elektrische Spannung und Stromstärke definieren diesen MPP. Bei Solaranlagen mit Verschattung, kann der optimale Stromertrag jedes Moduls teilweise nicht erreicht werden, wenn der MPP für beschattete und unbeschattete Module zusammen eingestellt wird, da sie die gleiche Stromstärke führen. Dann kann es sein, dass Module mit geringerer Sonneneinstrahlung solche mit hoher Einstrahlung beeinflussen, so dass entweder letztere nicht die volle Leistung bringen oder das betroffene Modul teilweise überbrückt wird. Eine Anlage mit Optimizer ermöglicht hingegen die unabhängige Regelung der damit ausgestatteten Module, wodurch diese in Theorie immer optimal betrieben werden, sofern sie selbst effizient genug arbeiten.
Bis zu 25 Prozent mehr Ertrag! Solche Versprechen machen Anbieter, wenn man diese elektrischen Geräte zum Optimieren der Solarstromanlage anbringt. Sind solche Mehrerträge realistisch? Energeiaplus hat bei Franz Baumgartner nachgefragt. Er hat die Untersuchung an der ZHAW im Auftrag des BFE durchgeführt.
Energeiaplus: 25 Prozent mehr Leistung mit einem Optimizer. Können die Geräte dieses Versprechen erfüllen? Was sagt Ihre Studie?
Franz Baumgartner: Die Power Optimizer sind in der Lage die Erträge von PV-Anlagen mit Verschattung zu erhöhen. Dies ist jedoch nur in besonderen Szenarien möglich. In allen untersuchten Fällen haben wir aktuell einen maximalen, zusätzlichen, jährlichen Energieertrag von bis zu 5% feststellen können, was in starkem Kontrast zu den Herstellerangaben steht.
Wann macht ein Optimizer Sinn? Respektive wann lohnt er sich?
Bezogen auf die jährlichen Energieerträge zeigen unsere Ergebnisse, dass der Einsatz von Optimizern bei PV-Anlagen in Wohngebieten mit mittlerer bis starker Verschattung, oder bei kleinen Anlagen mit mehreren Ausrichtungen sinnvoll ist. Es sollte also ein Nischenmarkt sein, wird aber heute trotzdem sehr oft verkauft. Mittlere Verschattungen können z.B. Verschattungen von zwei Kaminen auf einer Anlage oder ein Lüftungsrohr plus einem naheliegenden Baum sein. Starke Verschattungen sind zum Beispiel Nachbarsgebäude, die einen grossen Schatten auf die Anlage werfen.
Wann würden Sie von Optimizern eher abraten?
Man muss bedenken, dass der Optimizer selber auch elektrische Energie benötigt. Oder anders gesagt: Je nach Situation kompensiert das Gerät den zusätzlichen Ertrag wieder. Das ist insbesondere der Fall, wenn es keine oder nur wenig Verschattung gibt und nur bis zu zwei verschiedene Ausrichtungen bestehen. Dann wird gleich viel oder eher weniger Leistung durch die Anlage erzielt als dies bei einem System ohne Optimizer der Fall wäre und zwei getrennten Stromkreisen mit konventioneller Leistungselektronik.
Optimizer sind auch ein Kostenpunkt. Die Preise variieren stark. Was empfehlen Sie den Endkundinnen und -kunden?
Tendenziell sind die Anschaffungskosten einige Prozent höher für ein Power Optimizer System. Wichtiger ist aber die Zuverlässigkeit der Elektronik über die vielen Jahre, denen sie Wind, Regen aber vor allem hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die Temperaturen können hinter dem Modul im Sommer auf bis über 70 Grad steigen, was Ausfälle der Elektronik verursachen kann.
Zu beachten ist auch: Bei Störungen sind die Kosten für einen einzelnen Optimizer über die Garantie des Herstellers gedeckt. Die Kosten für die Arbeit des Solarmonteurs, der die Reparatur vornimmt und ein Vielfaches betragen, aber nicht. Das kann ins Geld gehen (mehrere hundert oder eher einige tausend Franken, wenn der Austausch auf dem Dach kompliziert wird).
Aber der Marktführer erzielt einen Milliardenumsatz, wie Sie in einem Fachartikel (Link einfügen) geschrieben haben. Sehen Sie Ihre Studie demnach auch als Aufklärung, damit Endkundinnen und -kunden nicht enttäuscht werden?
Wir haben als unabhängige Forschungsstelle den Auftrag, objektive Forschungsergebnisse zu erarbeiten auf Basis von Messungen und Fakten. Da noch keine Regulierung für die elektrischen Ertragsangaben für Power Optimizer existieren, möchten wir Endkunden mit Ergebnissen bezüglich der Thematik informieren, so dass sie wiederum bei ihren Fachfirmen die entsprechenden Fragen stellen können. Gleichzeitig leite ich eine internationale Arbeitsgruppe der IEA und des Normenausschusses IEC, um dies transparent und fair für alle elektronischen Komponenten bewerten zu können.
Ihr Fazit? Sind Optimizer nur ein Hype oder Zukunft?
Die Erforschung und Entwicklung von neuen effizienten Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien ist wichtig. Besonders eine Lösungsfindung für die Einflüsse von Verschattung auf den Stromertrag von Solaranlagen ist für den zukünftigen Ausbau in städtischen Gebieten essenziell. Die jeweiligen Fachfirmen müssen diesen Spezialfragen mehr Gewicht in der Planung beimessen als heute. Wir helfen da gerne, damit nicht komplexe Nischenanwendungen den Markt mit allen Risiken, die dann beim Endkunden liegen, dominieren.
Für wen sind die Ergebnisse relevant?
Mit unserer Forschung möchten wir PV-Installateure, Planer aber auch Endkunden über die schwierige Thematik aufklären. Wir erhoffen uns, dass es für PV-Planungsfirmen in Zukunft möglich ist, sich bei der Planung auf die korrekten Ertragswerte und nicht mehr auf Marketingangaben stützen zu müssen. Schlussendlich profitiert dadurch auch die Kundschaft.
Die Ergebnisse Ihrer Untersuchung resultieren aus Labor-Messungen. Wie sind sie vorgegangen?
Da die Ertragsunterschiede in den überwiegenden Fällen von Verschattungen bei um die ein bis zwei Prozent liegen, kann dies bei Outdoormessungen schwer genau gemessen werden. Dies wegen der Fluktuation der Solareinstrahlung und der Tatsache, dass in der Praxis kaum zwei gleiche Dächer nebeneinander mit zwei unterschiedlichen Systemen, also das eine mit, das andere ohne Optimizer ausgestattet sind. Unsere ZHAW Forschungsresultate basieren daher auf präzisen Indoor-Labormessungen an kommerziellen Optimizern und konventionellen Invertern und einer eigens entwickelten Simulationssoftware, um die Auswirkungen auf den Jahresertrag zu bestimmen.
Nun wollen Sie das Forschungsprojekt noch ausweiten und auch Messungen im Feld durchführen. Was versprechen Sie sich davon?
Mit thermischen Messungen im Feld untersuchen wir eine andere Auswirkung der Nutzung von Optimizern, nämlich die potenzielle Reduktion der Hotspot-Temperatur von beschatteten Solarzellen. In anderen Worten, wenn Solarzellen beschattet sind, ist es möglich, dass das Solarmodul durch das Einstellen des MPP teilweise überbrückt wird. In diesem Fall erhitzen sich die teilverschatteten Solarzellen. Theoretisch stellen sich durch die Regelung der Optimizer diese Zustände weniger häufig ein, wodurch die Erhitzung der verschatteten Solarzelle und somit die Belastung des Solarmoduls reduziert wird.
So lief die Studie:
Im Labor des Instituts für Energiesysteme und Fluid-Engineering an der ZHAW School of Engineering in Winterthur wurde der Wirkungsgrad (bzw. die Verluste) von vier geläufigen Power Optimizer Modellen, sowie von vier Solarwechselrichtern vermessen. Verwendet wurden dafür hochpräzise Messgeräte und elektrische Geräte (Stromquellen), welche das Verhalten (also Strom und Spannung) einer Vielzahl von verschiedenen Solarmodulen nachstellen können. Im Speziellen wurde dadurch die Effizienz der Optimizer und Wechselrichter für ein grosse Anzahl von Anwendungsfällen bestimmt. Basierend auf diesen Messwerten wurde ein mathematisch-physikalisches Modell entwickelt, welches die Verluste für alle möglichen Betriebspunkte berechnen kann.
Zusätzlich zu den Messungen wurde während den letzten drei Jahren innerhalb der Forschungsgruppe ein PV-Simulationstool entwickelt, welches Sonnenstand, Einstrahlung, Temperatur, Verschattung und elektrische Eigenschaften von PV-Modulen präzise abbildet. In der Simulationsapplikation ist ausserdem die idealisierte Regelung durch die Geräte (Wechselrichter bzw. Power Optimizer), sowie das zuvor genannte physikalische Modell der Verluste implementiert. Folglich können verschiedenste Solaranlagen mit zahlreichen Verschattungsfällen simuliert und die jährlichen Stromerträge ermittelt werden. Entsprechend können wir dadurch eine Solaranlage mit Power Optimizer und eine Anlage ohne diese Geräte bei den exakt gleichen Bedingungen berechnen. Wir können so also präzise Vergleiche durchführen.
Mehr Informationen zur Studie der ZHAW gibt’s hier:
Masterarbeit von Cyril Allenspach, ZHAW https://digitalcollection.zhaw.ch/bitstream/11475/27358/3/2023_Allenspach_Cyril_MSc_SoE.pdf
Details zur Studie der ZHAW: https://www.zhaw.ch/de/forschung/forschungsdatenbank/projektdetail/projektid/4870/
Interview: Brigitte Mader, Kommunikation, Bundesamt für Energie
Photo: shutterstock; ID: 2122613513; iyks
Partizipation Verpackungsanlage radioaktive Abfälle nimmt Arbeit auf
Die radioaktiven Abfälle, die dereinst im geologischen Tiefenlager entsorgt werden sollen, werden in Würenlingen beim Zwischenlager verpackt. So sieht es die Nagra vor, wie sie im September 2022 bekannt gegeben hat. Eine Arbeitsgruppe soll die Planung begleiten. Weiterlesen
Seit der Standortwahl der Nagra ist klar, dass die Standortregion Jura Ost zurückgestellt werden soll. Die Mitglieder der Regionalkonferenz Jura Ost beschlossen deshalb – nach der Regionalkonferenz ZNO (siehe Blog) – am 12. Januar 2023 die Auflösung des Vereins. Weiterlesen
Nagra-Entscheid: Verantwortliche stellen sich Fragen der Bevölkerung
Das geologische Tiefenlager in der Region Nördlich Lägern und die Verpackungsanlage für die radioaktiven Abfälle neben dem Zwischenlager in Würenlingen: Diese Standorte gab die Nagra am 12. September bekannt. An einer Informationsveranstaltung in Windisch AG stellten sich die Veranwortlichen den Fragen der Bevölkerung. Weiterlesen
Eidgenössische Räte: Eine Session im Zeichen der Energie
Grosse Solaranlagen in den Bergen, einfachere Verfahren für Windanlagen oder die Erhöhung der Grimsel-Staumauer im Berner Oberland: Die eidgenössischen Räte haben in der Herbstsession 2022 zahlreiche Entscheide zum Ausbau der erneuerbaren Energien getroffen. Folgend ein Überblick über die energiepolitischen Geschäfte, die die beiden Räte behandelt haben.
ENERGIEPOLITISCHE THEMEN DER HERBSTSESSION 2022
Die Herbstsession, die kommenden Montag startet, wird stark von energiepolitischen Themen geprägt sein. Der Rettungsschirm für Stromunternehmen, der indirekte Gegenentwurf zur Gletscher-Initiative, der Mantelerlass und mehrere Motionen im Bereich der Energiepreise stehen auf dem Programm der Räte.
Wissenschaftliche Erkenntnisse und Produkte sind Treibstoff für Fortschritt und Wandel. Forschungsbasiertes Wissen ist auch entscheidend für die Umsetzung der Energiestrategie 2050, vorausgesetzt, dieses Wissen kann vermittelt werden! Weiterlesen
Kontakt
Bundesamt für Energie
Pulverstrasse 13
3063 Ittigen
Postadresse:
Bundesamt für Energie
3003 Bern
Telefonnummern:
Hauszentrale +41 58 462 56 11
Pressestelle +41 58 460 81 52