PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz

Meier, Livio

doi:10.21256/zhaw-29140

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Publication type:	Bachelor thesis
Title:	PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz
Authors:	Meier, Livio
Advisors / Reviewers:	Strebel, Sven Hunziker, Manuel
DOI:	10.21256/zhaw-29140
Extent:	83
Issue Date:	2023
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	German
Subjects:	Photovoltaik; Sonnenenergie; Solarenergie; Solarstromanlage; PV-Anlage; PV-Potenzial; Potenzialstudie; GIS-Analyse; Parkplatz; Parkplatzareal; Infrastrukturanlage
Subject (DDC):	333.79: Energy
Abstract:	Angesichts der wachsenden Bedeutung erneuerbarer Energien und dem Bestreben, den CO2-Aus-stoss zu reduzieren, gewinnen Photovoltaikanlagen auf Infrastrukturflächen als innovative Lösung zur nachhaltigen Energieerzeugung zunehmend an Relevanz. Insbesondere Parkplatzflächen rücken in den Fokus. Solarcarports, die Photovoltaikmodule auf Parkplatzüberdachungen integrieren, ermöglichen die effiziente Nutzung dieser Flächen zur grünen Stromerzeugung und tragen gleich-zeitig zum Schutz der Fahrzeuge bei. Ferner können sie als ideale Infrastruktur für Elektrofahrzeug-Ladestationen dienen und so den Umstieg auf umweltfreundliche Mobilität fördern. In Anbetracht dieser Vorteile stellt diese Bachelorarbeit die Untersuchung des Potenzials und der Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen in den Mittelpunkt. Die Zielsetzungen dieser Bachelorarbeit sind neben der Ermittlung des Photovoltaik(PV)-Potenzials von Parkplätzen in der Schweiz, die Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Solarcarports und die exemplarische Planung von drei Projekten. Zunächst wird eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt, gefolgt von einer räumlichen Potenzialanalyse, auf deren Grundlage die Wirtschaftlichkeit von Solarcarports bewertet wird. Anhand von Stichproben wird festgestellt, dass der durchschnittliche Anteil der Parkplatzfläche, wo-rauf Solarcarports errichtet werden könnten, etwa 42.8 % beträgt. Dieser Wert variiert nicht signifikant zwischen städtischen, intermediären und ländlichen Gebieten. Das gesamte Solarstrompotenzial beläuft sich auf rund 1'386 GWh pro Jahr bei einer installierbaren Leistung von 1'420 MW. Die geografische Verteilung des PV-Potenzials auf Parkplätzen zeigt, dass die Kantone Waadt, Bern und Zürich dabei herausstechen. Die Wirtschaftlichkeitsanalyse ergibt, dass die durchschnittliche Amortisationszeit für Solarcarports bei Volleinspeisung 22 Jahre beträgt und die Stromgestehungskosten bei 13.2 Rp./kWh liegen. Wird ein Eigenverbrauch von 30 % berücksichtigt, verringert sich die Amortisationsdauer um 3 Jahre, während die Stromgestehungskosten auf 14 Rp./kWh ansteigen. Die Sensitivitätsanalyse verdeutlicht, dass Investitionskosten und der spezifische Jahresenergieertrag entscheidende Faktoren für die Wirtschaftlichkeit sind. Darüber hinaus zeigt sich, dass Ladestationen die Wirtschaftlichkeit von Solarcarports positiv beeinflussen können. Abschliessend unterstreicht die Planung der drei Beispielprojekte, dass die Wirtschaftlichkeit von Projekt zu Projekt erheblich variieren kann. Trotz des im Vergleich zu Gebäudedächern und -fassaden geringen Potenzials und der beschränkten Wirtschaftlichkeit können Solarcarports dennoch einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen in der Schweiz leisten. Durch eine gezielte Standortwahl und die Integration in ein umfassendes erneuerbares Energiesystem könnten Solarcarports zu einer sinnvollen Ergänzung im Portfolio der erneuerbaren Energien in der Schweiz avancieren. In view of the growing importance of renewable energies and efforts to reduce CO2 emissions, photovoltaic systems on infrastructure surfaces are becoming increasingly relevant as an innovative solution for sustainable energy generation. Car park areas, in particular, are coming into focus. Solar carports, which integrate photovoltaic modules on car park roofs, enable the efficient use of these areas for green power generation while also contributing to the protection of vehicles. Furthermore, they can serve as an ideal infrastructure for electric vehicle charging stations, thus promoting the switch to environmentally friendly mobility. Considering these advantages, this bachelor thesis focuses on investigating the potential and economic viability of such facilities. The objectives of this bachelor thesis are to determine the photovoltaic (PV) potential of car parks in Switzerland, evaluate the economic viability of solar carports and plan three exemplary projects. First, a comprehensive literature research is carried out, followed by a spatial potential analysis, based on which the economic viability of solar carports is evaluated. Based on random samples, it is found that the average share of parking space on which solar carports could be built is about 42.8 %. This value does not vary significantly between urban, intermediate, and rural areas. The total solar electricity potential amounts to 1’386 GWh per year with an installable capacity of 1’420 MW. The geographical distribution of the PV potential on car parks shows that the cantons of Vaud, Bern, and Zurich stand out. The economic analysis shows that the average payback period for solar carports with full feed-in is 22 years, and the electricity production costs are 13.2 Rp./kWh. If self-consumption of 30 % is taken into account, the payback period is reduced by 3 years, while the levelized costs of electricity (LCOE) increase to 14 Rp./kWh. The sensitivity analysis shows that investment costs and the specific annual energy yield are decisive factors for the economic viability. It also shows that charging stations can have a positive influence on the economic viability of solar carports. Finally, the planning of the three example projects underlines that the economic viability can vary considerably from project to project. Despite the limited economic viability and low potential in contrast to building roofs and facades, solar carports can still make a significant contribution to the energy transition and the reduction of greenhouse gas emissions in Switzerland. Through a targeted choice of location and integration into a comprehensive renewable energy system, solar carports could become a useful addition to the portfolio of renewable energies in Switzerland.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/29140
License (according to publishing contract):	CC BY 4.0: Attribution 4.0 International
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Appears in collections:	Bachelorarbeiten Umweltingenieurwesen

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Meier, L. (2023). PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz [Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-29140

Meier, L. (2023) PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz. Bachelor’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-29140.

L. Meier, “PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz,” Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2023. doi: 10.21256/zhaw-29140.

MEIER, Livio, 2023. PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz. Bachelor’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Meier, Livio. 2023. “PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz.” Bachelor’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-29140.

Meier, Livio. PV-Potenzial auf Parkplätzen in der Schweiz. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2023, https://doi.org/10.21256/zhaw-29140.