Marc Thurnheer Group B5 T3 Production April 2015

SMEM Abstract Topic 3: Production

Potential of photovoltaic systems on

conventional gas stations

Figure 1: Petrol Station in Kemptthal at the highway rest area [1]

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1 ABSTRACT

Photovoltaic energy is currently one of the fastest growing renewable energy resources in the world.

Due to the ever-increasing electric mobility in the coming years, the energy production must be sustain-

able to reduce CO2-emissions. The conventional petrol station network is well developed, so this project

explores the potential of upgrading those stations with a photovoltaic system on the roof to an electric

petrol station.

The BP gas station on the motorway service station in Kemptthal, which has a roof area of 260 m2 at an

azimuth of 75 and a slope of 0 , will produce 50.5MWh solar energy per year with a photovoltaic sys-

tem (Calculations with PVsyst). With an annual mileage of 20,000 kilometres, 15 Tesla Model S or 23

Nissan Leaf ZE0 can be provided every year with the produced energy amount (without charging at

home). The eight leading service station operators in Switzerland have a total of 3130 service stations

[3], which would produce extrapolated a total capacity of 158GWh with photovoltaic systems. This

would allow supplying 50,000 electric cars with renewable electricity, which is currently 2.3% of all pas-

senger cars in Switzerland [4]. Normally the battery of the electric vehicles are recharged to 70% at

home over night, therefore 165,000 cars can be supplied.

Finally, the potential to equip conventional gas stations with electric charging stations is high. The infra-

structure of conventional petrol stations already exists and the electric station network can be greatly

improved. In addition, space and money can be saved, because not everything has to be rebuilt.

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[1] http://www.bp.com/de_ch/switzerland/mediencorner/fotos/bp-station.html

[2] http://my.teslamotors.com/de_AT/roadster/technology/battery

[3] http://de.wikipedia.org/wiki/Tankstelle

[4] http://www.moneycab.com/mcc/2014/02/04/57-millionen-strassenfahrzeuge-auf-schweizer-

strassen/

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Um das Potential und den Energieertrag einer Photovoltaikanlage

auf einer konventionellen Tankstelle abschtzen zu knnen, wurde

als Berechnungsbeispiel die Tankstelle an der Autobahnraststtte in

Kemptthal genommen. Anhand Bildern von Google Maps (Abbil-

dung 1) konnte die Dachflche der Tankstelle qualitativ vermessen

werden und anschliessend in die Berechnungssoftware PVSyst ein-

gegeben werden. Ausserdem ist in Abbildung 1 ersichtlich, dass

gengend Parkpltze vorhanden sind, die mit Ladesulen ausgers-

tet werden knnen. In Abbildung 2 sind weitere gewhlte Parame-

ter ersichtlich, wie das Model der PV-Module, Anzahl Strnge, An-

zahl Module, Anzahl Wechselrichter usw.

Abbildung 2: Eingegebene Parameter in Berechnungstool PVsyst

Abbildung 1: Situationsberblick der Tankstelle in Kemptthal

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In Abbildung 3 sind die Ergebnisse der Photovoltaikanlage zusammen gefasst. Die Erzeugte Energie be-

trgt 50.5 MWh/Jahr und der Performance Ratio PR liegt bei 87 %. berschssige Energie wird direkt ins

das rtliche Netz eingespeist. Ausserdem sieht man die Kollektorverluste (blau) und die Systemverluste

(grn) aufgeschlsselt auf die 12 Kalendermonate.

In Tabelle 1 wird von einer jhrlichen Fahrtleistung von 20000 km ausgegangen. Der Tesla Model S

braucht fr diese 20000 Kilometer eine Leistung von 3360,47 kWh und der Nissan Leaf ZE0 eine Leis-

tung von 2160 kWh. Mit einer Tankstelle knnen also 15 Tesla Model S oder 23 Nissan Leaf ZE0 zu 100%

pro Jahr versorgt werden.

=

50000/

3360/20000= /

Abbildung 3: Ergebnisse der Photovoltaikanlage

Tabelle 1: Berechnungen wie viele Autos mit einer Tankstellenphotovoltaik-Anlage aufgeladen wer-den knnen aufgeschlsselt in die zwei weitverbreitetsten Elektroautos von heute [2]