Solarenergie aus PV-Anlagen und aus Windkraftanlagen kann genutzt werden
Solareintrag
Die jahresdurchschnittliche Brutto-Solareintragsmenge beläuft sich in Österreich auf etwa 1.200 kWh/m².a.
Dies ist jene Energiemenge, die - natürlich standortabhängig - auf die Erde trifft.
PV-Wirkungsgrad
Mittels Photovoltaik können wir einen Teil dieser kostenlos gelieferten Energiemenge ernten.
Photovoltaikflächen erreichen – je nach Standort - Wirkungsgrade von etwa 13% bis 22% (Annahme in guten Lagen: ca. 0,17).
Eine jährliche Energieernte von etwa 200 kWh/m².a ist an guten Standorten also durchaus möglich.
Unser Endenergieverbrauch
Österreich verbraucht derzeit
- ca. 71 TWh Strom pro Jahr (netto)
- ca. 200 TWh fossile Energieträger (netto)
- dazu kommen noch Fernwärme und Biomasse mit etwa 70 TWh
Wichtige Anmerkung:
Es handelt sich bei den Angaben um den Endverbrauch von Energie (netto).
Der Rohstoffeinsatz ist insbesondere bei fossilen Energieträgern (Öl, Gas, Kohle) aufgrund des schlechten Wirkungsgrades noch deutlich ungünstiger verteilt.
Der Gesamtenergieverbrauch zur Energieproduktion (Öl, Gas, Kohle, Strom, Fernwärme, Biomasse) erreicht in Österreich etwa 500 TWh pro Jahr.
Am Ende tatsächlich genutzt werden nur etwa 2/3 dieser Energiemenge.
Windenergie
Windkraftanlagen sind insbesondere im Winterhalbjahr eine wertvolle Ergänzung zur Produktion aus PV-Anlagen.
Die Ertragskurven von Windkraftanlagen gleichen die saisonalen Rückgänge der Photovoltaik in unseren Breiten gut aus.
Ein mittelgroßes Windrad mit einer Nennleistung von 3 MW produziert pro Jahr bei einem Wirkungsgrad von 25% etwa 6.500 MWh Strom.
Zur Produktion von 1 TWh Strom müsste man daher etwa 150 Windräder á 3 MW installieren.
Koppeln wir daher PV, Wind und Speicher im vorgeschlagenen System miteinander, kann ein schrittweiser Umstieg gelingen.
Beginnen wir einmal zu rechnen!
Welche Flächen werden im Jahresdurchschnitt benötigt, um den Endenergieverbrauch in Österreich alleine durch Photovoltaik zu ersetzen?
Bei einer jährlichen Solarernte von etwa 200 kWh/m² (1.200 kWh x 0,17) benötigt man:
Zum Ersatz des Strombedarfes:
für 71 TWh eine Solarerntefläche von ca. 350 km² (Quadrat mit 18,7 km Seitenlänge) = 0,4 % der österreichischen Staatsfläche
71 x 10^9 kWh / 200 kWh.m² / 10^6 (m²/km²) =
355 km²
Bei 2095 Gemeinden in Österreich würde - rein statistisch betrachtet - eine nutzbare PV-Fläche von 0,17 km² (ca. 410 m x 410 m) erforderlich sein.
Zum Ersatz fossiler Energieträger:
für 200 TWh eine Solarerntefläche von ca. 1.000 km² (Quadrat mit 31,6 km Seitenlänge) = 1,2 % der österreichischen Staatsfläche
200 x 10^9 kWh / 200 kWh.m² / 10^6 (m²/km²) =
1.000 km²
Bei 2095 Gemeinden in Österreich würde - rein statistisch betrachtet - eine nutzbare PV-Fläche von 0,5 km² (ca. 700 m x 700 m) erforderlich sein.
Was behindert den Ausbau von Photovoltaik und Windkraft?
Problem der stark variierenden bzw. volatilen Ernteerträge („Zappelstrom“)
Problem der leistungsfähigen Speicherung für Dunkelflautezeiten
Problem der teilweise unzureichenden Netze bei Energieübertragung in entfernte Speicher oder zu Verbrauchern
Gesellschaftliche Akzeptanz (Landschaftsbild, Flächeninanspruchnahme)
Kostenwahrheit bei fossilen und nuklearen Energieerzeugungsformen