• Keine Ergebnisse gefunden

E F F I Z I E N T E U N D S E K T O R E N G E K O P P E L T E T H E R M I S C H E S Y S T E M E

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Aktie "E F F I Z I E N T E U N D S E K T O R E N G E K O P P E L T E T H E R M I S C H E S Y S T E M E"

Copied!
6
0
0

Wird geladen.... (Jetzt Volltext ansehen)

Volltext

(1)

4 .2 .2 D ime n sio n ie ru n g e in e r KWK- A n la ge

I n e i n e m w e i t e r e n S c h r i t t w u r d e d a s H e i z u n g s s y s t e m a m I n s t i t u t u m e i n e K r a f t - W ä r m e - K o p p l u n g s a n l a g e e r w e i t e r t . G ä n g i g e P l a n u n g s m e t h o d e n z i e h e n v o r a l l e m d i e J a h r e s d a u e r l i n i e d e s W ä r m e b e d a r f s h e r a n , u m d e n W ä r m e v e r s o r g e r ( z . B . e i n B H K W ) z u d i m e n s i o n i e r e n . D i e s e H e r a n g e h e n s w e i s e i s t r e l a t i v e i n f a c h i n d e r H a n d h a b u n g , b e r ü c k s i c h t i g t a b e r k e i n T a k t u n g s v e r h a l t e n d e r A n l a g e , w e l c h e s d u r c h k u r z f r i s t i g e Sc h w a n k u n g e n i m W ä r m e b e d a r f a u f t r e t e n k a n n . Al s B e i s p i e l s e i e i n B H K W m i t e i n e r a n g e n o m m e n e n W ä r m e l e i s t u n g v o n 2 5 0 k W a n g e f ü h r t , w e l c h e s l a u t J a h r e s d a u e r l i - n i e g e m ä ß B i l d 4 . 1 3 e t w a 3 . 3 0 0 h V o l l l a s t s t u n d e n i m J a h r e r r e i c h t .

B i l d 4 . 1 3 : W ä r m e b e d a r f u n d J a h r e s d a u e r l i n ie d e s F r a u n h o f e r I I SB im J a h r 2 0 1 8

D i e t a t s ä c h l i c h e V e r t e i l u n g d e r H e i z l e i s t u n g i m o b e r e n D i a g r a m m z e i g t j e d o c h , d a s s d a s B H K W n i c h t k o n t i n u i e r l i c h b e t r i e b e n w e r d e n k a n n : A u f g r u n d d e r S c h w a n k u n g e n i m W ä r m e b e d a r f t r e t e n g a n z j ä h r i g Z e i t r ä u m e a u f , i n d e n e n d i e g e f o r d e r t e H e i z l e i s - t u n g k u r z f r i s t i g u n t e r h a l b v o n 2 5 0 k W f ä l l t . D u r c h v o r d e f i n i e r t e Z e i t r ä u m e d e r V o r - h e i z u n g u n d Na c h k ü h l u n g d e s M o t o r s s o w i e m a xi m a l e E i n - u n d A u s s c h a l t v o r g ä n g e p r o Z e i t i n t e r v a l l k ö n n e n s o m i t r e l e v a n t e B e t r i e b s z e i t r ä u m e n i c h t g e n u t z t w e r d e n .

(2)

U m d i e K o m b i n a t i o n a u s B H K W u n d P u f f e r s p e i c h e r o p t i m a l z u d i m e n s i o n i e r e n , w u r d e e i n e d y n a m i s c h e Si m u l a t i o n d e s H e i z u n g s s y s t e m s d u r c h g e f ü h r t . H i e r f ü r w u r d e d e r g e m e s s e n e W ä r m e b e d a r f d e r l e t z t e n J a h r e h e r a n g e z o g e n u n d m i t v e r - s c h i e d e n e n B H K W - u n d S p e i c h e r g r ö ß e n s i m u l i e r t . F ü r d i e u n t e r s c h i e d l i c h d i m e n s i o - n i e r t e n A n l a g e n w u r d e n e n t s p r e c h e n d e K o s t e n k u r v e n h i n t e r l e g t . H ä u f i g e S t a r t - u n d St o p p v o r g ä n g e d e s B H K W s w u r d e n a u ß e r d e m m i t e i n e m K o s t e n p a r a m e t e r b e l e g t , w e l c h e r s i c h a u s A n n a h m e n f ü r d e n e r h ö h t e n V e r s c h l e i ß u n d A u s t a u s c h v o n K o m p o - n e n t e n d e s A n t r i e b s s t r a n g e s e r g i b t . B i l d 4 . 1 4 z e i g t e xe m p l a r i s c h d i e An z a h l d e r A b - s c h a l t v o r g ä n g e a u f g r u n d e i n e r Ü b e r s c h r e i t u n g d e r z u l ä s s i g e n M o t o r k ü h l w a s s e r t e m - p e r a t u r i n A b h ä n g i g k e i t v o n d e r e l e k t r i s c h e n L e i s t u n g d e s B H K W s .

B i ld 4 . 1 4 : A m o r t i s a t i o n s z e it e n ve r s c h ie d e n e r B H K W - Ag g r e g a t e b e i B e - r ü c k s i c h t ig u n g e i n e s K o s t e n f a k t o r s f ü r Ü b e r h i t z u n g s v o r g ä n g e1

D u r c h d i e A n n a h m e e i n e r K o s t e n p a u s c h a l e f ü r j e d e n Ab s c h a l t v o r g a n g w i r d d i e Am o r - t i s a t i o n s z e i t g r ö ß e r e r B H K W - A g g r e g a t e g e g e n ü b e r k l e i n e r e n e t w a s r e d u z i e r t . I m F a l l e d e r h ö c h s t e n a n g e n o m m e n e n K o s t e n p a u s c h a l e v o n 1 0 0 € p r o A b s c h a l t u n g w ü r d e s i c h d i e o p t i m a l e B H K W - G r ö ß e v o n 2 9 0 k We l a u f e t w a 2 2 0 k We l r e d u z i e r e n . D i e B e t r i e b s z e i t d e s B H K W s s i n k t b e i d e m g r ö ß e r e n d e r b e i d e n A g g r e g a t e u m e t w a 6 0 0 h . I n B i l d 4 . 1 5 s i n d d i e V o l l l a s t s t u n d e n , d i e E i n s p a r u n g e n s o w i e d i e Am o r t i s a t i - o n s z e i t e n u n t e r s c h i e d l i c h e r B H K W - A g g r e g a t e o h n e P u f f e r s p e i c h e r g e g e n ü b e r g e -

1 R a u h , J . , S i m u l a t i o n d e r t h e r m i s c h e n E n e r g i e e r z e u g u n g i m V e r b u n d m i t W ä r m e n e t z , B l o c k - h e i z k r a f t w e r k u n d P u f f e r s p e i c h e r , M a s t e r a r b e i t , U n i v e r s i t ä t E r l a n g e n - N ü r n b e r g , 2 0 1 5

(3)

s t e l l t . M i t e i n e r K o s t e n p a u s c h a l e v o n 7 5 € p r o Ab s c h a l t v o r g a n g e r g i b t s i c h e i n M i - n i m u m f ü r d i e A m o r t i s a t i o n s z e i t b e i A n l a g e n m i t e i n e r e l e k t r i s c h e n L e i s t u n g v o n e t w a 2 3 0 k W . D a s M a x i m u m d e r K o s t e n e i n s p a r u n g e r g i b t s i c h d a g e g e n b e i e i n e m Ag g r e g a t m i t e i n e r e l e k t r i s c h e n L e i s t u n g v o n e t w a 2 6 0 k W . D i e b e i d e n G r ö ß e n m ü s - s e n n i c h t k o r r e l i e r e n , d a e i n g r ö ß e r e s A g g r e g a t a u c h h ö h e r e I n v e s t i t i o n s k o s t e n b e - d e u t e t .

B i l d 4 . 1 5 : E i n s p a r u n g e n u n d A m o r t i s a t i o n s z e it e n u n t e r s c h ie d l ic h d i m e n - s i o n ie r t e r B H K W Ag g r e g a t e a m F r a u n h o f e r I I SB ( o h n e P u f f e r s p e i c h e r )1

U m d e n E i n f l u s s e i n e s P u f f e r s p e i c h e r s a u f d i e A m o r t i s a t i o n s z e i t d e r K W K - A n l a g e z u u n t e r s u c h e n , w u r d e n S i m u l a t i o n e n m i t u n t e r s c h i e d l i c h e n P u f f e r v o l u m i n a d u r c h g e - f ü h r t . D i e E r g e b n i s s e i m p l i z i e r e n , d a s s d i e A m o r t i s a t i o n s z e i t d e r K W K - An l a g e i n h o - h e m M a ß e v o n d e r S p e i c h e r g r ö ß e a b h ä n g t . B i l d 4 . 1 6 z e i g t , d a s s d i e Am o r t i s a t i o n s - z e i t b e i e i n e m S p e i c h e r v o l u m e n v o n e t w a 2 3 m ³ n u r g e r i n g f ü g i g o b e r h a l b d e r A m o r - t i s a t i o n s z e i t d e r A n l a g e o h n e P u f f e r s p e i c h e r ( B i l d 4 . 1 4 ) l i e g t . D i e s b e d e u t e t , d a s s d i e n o t w e n d i g e n K o s t e n f ü r d e n P u f f e r s p e i c h e r i n k l u s i v e d e r h y d r a u l i s c h e n I n t e g r a - t i o n d u r c h e i n e l ä n g e r e B e t r i e b s z e i t d e s B H K W s u n d s o m i t e i n e n h ö h e r e n A n t e i l d e r E i g e n v e r s o r g u n g m i t S t r o m u n d W ä r m e e n e r g i e n a h e z u v o l l s t ä n d i g k o m p e n s i e r t w e r - d e n .

(4)

B i ld 4 . 1 6 : A m o r t i s a t i o n s z e it e i n e r K W K - A n la g e m i t u n t e r s c h ie d l i c h e n P u f f e r s p e ic h e r v o l u m i n a1

D i e I n t e g r a t i o n e i n e s P u f f e r s p e i c h e r s i s t s o m i t a u c h v o r d e m H i n t e r g r u n d d e r B e - t r i e b s k o s t e n s e n k u n g z u e m p f e h l e n . Na c h d e r Am o r t i s a t i o n d e r K W K - A n l a g e k a n n d e r B e t r e i b e r v o n e i n e m h ö h e r e n A n t e i l d e r E i g e n v e r s o r g u n g m i t S t r o m u n d W ä r m e e n e r - g i e p r o f i t i e r e n u n d d a d u r c h B e t r i e b s k o s t e n g e g e n ü b e r d e m S z e n a r i o o h n e P u f f e r - s p e i c h e r e i n s p a r e n . Z u d e m f l e x i b i l i s i e r t d e r P u f f e r s p e i c h e r d a s B H K W u n d m a c h t d i e An l a g e s o m i t a u c h f ü r e i n e R e d u k t i o n v o n e l e k t r i s c h e n L a s t s p i t z e n n u t z b a r ( K a p i - t e l 6 ) .

D i e v o r a n g e s t e l l t e n U n t e r s u c h u n g e n d i e n e n d e r D i m e n s i o n i e r u n g e i n e r K W K - A n l a g e u n t e r r e i n w i r t s c h a f t l i c h e n G e s i c h t s p u n k t e n . A m F r a u n h o f e r I I SB w u r d e j e d o c h n i c h t n u r d i e A m o r t i s a t i o n s z e i t d e r A n l a g e a l s G r u n d l a g e f ü r d i e I n v e s t i t i o n s e n t s c h e i d u n g h e r a n g e z o g e n . Au c h d i e M ö g l i c h k e i t e i n e r k o n t i n u i e r l i c h e n L e i s t u n g s r e d u k t i o n , e i - n e r B r e n n w e r t n u t z u n g s o w i e d i e G e w ä h r l e i s t u n g d e s Au s s c h l u s s e s e i n e r R ü c k s p e i - s u n g i n d a s e l e k t r i s c h e N e t z w u r d e n b e r ü c k s i c h t i g t . A u f B a s i s d i e s e r A n f o r d e r u n g e n w u r d e e i n B H K W m i t e i n e r e l e k t r i s c h e n N e n n l e i s t u n g v o n e t w a 1 5 0 k W a u s g e w ä h l t , w e l c h e s n i c h t d a s w i r t s c h a f t l i c h e O p t i m u m d e r A n l a g e n a c h B i l d 4 . 1 6 d a r s t e l l t . E b e n s o w ä r e f ü r e i n e w i r t s c h a f t l i c h e Nu t z u n g d e s W ä r m e s p e i c h e r s e i n V o l u m e n v o n e t w a 1 7 m ³ a u s r e i c h e n d g e w e s e n . U m R e s e r v e k a p a z i t ä t e n f ü r d e n E i n s a t z d e s B H K W s z u r R e d u k t i o n e l e k t r i s c h e r L a s t s p i t z e n v o r z u s e h e n , f i e l d i e E n t s c h e i d u n g d e n n o c h

1 R a u h , J . , S i m u l a t i o n d e r t h e r m i s c h e n E n e r g i e e r z e u g u n g i m V e r b u n d m i t W ä r m e n e t z , B l o c k - h e i z k r a f t w e r k u n d P u f f e r s p e i c h e r , M a s t e r a r b e i t , U n i v e r s i t ä t E r l a n g e n - N ü r n b e r g , 2 0 1 5

(5)

f ü r e i n P u f f e r v o l u m e n v o n 2 4 m ³ . I n B e z u g a u f d e n H e i z w e r t d e s B r e n n g a s e s b e s i t z t d i e a u s g e w ä h l t e K W K - A n l a g e e i n e n P r i m ä r e n e r g i e f a k t o r v o n 0 , 0 2 6 , w e l c h e r d e u t l i c h u n t e r h a l b d e r W e r t e d e r m e i s t e n F e r n w ä r m e v e r s o r g u n g s s y s t e m e l i e g t ( A b s c h n i t t 4 . 2 . 1 ) . D i e B e r e c h n u n g d e s P r i m ä r e n e r g i e f a k t o r s e r f o l g t e a u f B a s i s d e r D I N - V o r n o r - m e n 1 8 5 9 9 - 1 u n d 1 8 5 9 9 - 9 , w o b e i e i n W ä r m e v e r l u s t v o n 2 % a n g e n o m m e n w u r d e . D i e s e An n a h m e b e r ü c k s i c h t i g t a u f t r e t e n d e W ä r m e v e r l u s t e a n d a s E r d r e i c h , d a e i n k u r z e r A b s c h n i t t d e r V e r s o r g u n g s l e i t u n g e n i m Au ß e n b e r e i c h g e f ü h r t w i r d . D a s H a u p t g e b ä u d e w i r d u n t e r i r d i s c h m i t L e i t u n g e n i m E r d r e i c h m i t d e m E r w e i t e r u n g s - g e b ä u d e v e r b u n d e n , w o d i e E i n s p e i s u n g d e s B H K W s e r f o l g t . I m B r e n n w e r t b e t r i e b d e r K W K - A n l a g e w i r d s o g a r e i n P r i m ä r e n e r g i e f a k t o r v o n 0 , 0 1 9 b e z o g e n a u f d e n H e i z - w e r t e r r e i c h t . D i e a k t u e l l e I n s t a l l a t i o n d e r K W K - A n l a g e i m E r w e i t e r u n g s g e b ä u d e d e s I n s t i t u t s i s t a u f B i l d 4 . 1 7 d a r g e s t e l l t . D i e I n b e t r i e b n a h m e d e s B H K W s e r f o l g t e i m M ä r z 2 0 1 9 .

B i l d 4 . 1 7 : H e iz u n g s z e n t r a l e m i t K r a f t - W ä r m e - K o p p l u n g im n e u e n E r w e i- t e r u n g s b a u d e s F r a u n h o f e r I I SB , ( B i ld : K u r t F u c h s / Fr a u n h o f e r I I S B )

B i l d 4 . 1 8 z e i g t d i e E i n s p e i s u n g v o n e l e k t r i s c h e r u n d t h e r m i s c h e r E n e r g i e i n d a s G e - b ä u d e s y s t e m d e s I n s t i t u t s s o w i e d e n G e s a m t l a d e z u s t a n d d e r W ä r m e p u f f e r s p e i c h e r ü b e r e i n e n Z e i t b e r e i c h v o n e t w a z w e i W o c h e n i m A p r i l 2 0 1 9 .

D a s o b e r e D i a g r a m m i n B i l d 4 . 1 8 z e i g t , d a s s d a s B H K W v o r r a n g i g m i t B r e n n w e r t n u t - z u n g b e t r i e b e n w i r d . H i e r b e i w i r d e i n e t h e r m i s c h e L e i s t u n g v o n ü b e r 2 0 0 k W b e r e i t - g e s t e l l t , w ä h r e n d d e r H e i z w e r t b e t r i e b n u r e t w a 1 8 5 k W l i e f e r t . D i e g r o ß e n Sc h w a n -

(6)

e l e k t r i s c h e L e i s t u n g d e s B H K W s m i t e t w a 1 5 0 k W r e l a t i v k o n s t a n t . D e r V e r l a u f d e s P u f f e r l a d e z u s t a n d s i m u n t e r e n D i a g r a m m z e i g t , d a s s d a s B H K W b e i n i e d r i g e m W ä r - m e b e d a r f z u n ä c h s t d e n P u f f e r s p e i c h e r b e l ä d t , b e v o r d a s B H K W a b g e s c h a l t e t w i r d . V o r e i n e m e r n e u t e n W i e d e r e i n s c h a l t e n d e s B H K W s s o r g t d i e S t e u e r u n g f ü r e i n e E n t - l a d u n g d e s P u f f e r s p e i c h e r s a u f e i n e n m i n i m a l e n W e r t v o n e t w a 1 0 % . E i n L a d e z u - s t a n d v o n 7 0 % w i r d i m v o r l i e g e n d e n F a l l n i c h t ü b e r s c h r i t t e n , u m g e n u g R e s e r v e k a - p a z i t ä t f ü r e i n e L a s t s p i t z e n r e d u k t i o n v o r z u h a l t e n . E i n e A u s n a h m e b i l d e t d e r 1 5 . A p - r i l , d a d e r S p e i c h e r a n d i e s e m T a g d u r c h e i n e n L a s t s p i t z e n b e t r i e b d e s B H K W s b i s a u f 8 0 % b e l a d e n w u r d e . E r s t e M e s s u n g e n b e s t ä t i g e n e i n e g u t e K o r r e l a t i o n z w i s c h e n d e n s i m u l i e r t e n u n d d e n g e m e s s e n e n B e t r i e b s d a t e n d e s B H K W s . E s k a n n d a h e r v o n e i n e r h o h e n G e n a u i g k e i t d e r a n g e w a n d t e n Si m u l a t i o n s m e t h o d i k s o w i e e i n e r e n t - s p r e c h e n d e n Ü b e r t r a g b a r k e i t a u f a n d e r e S y s t e m e a u s g e g a n g e n w e r d e n .

B i ld 4 . 1 8 : B e r e it g e s t e ll t e e l e k t r i s c h e u n d t h e r m i s c h e L e i s t u n g s o w ie L a - d e z u s t a n d d e s P u f f e r s p e i c h e r s im A p r il 2 0 1 9

4 .3 E f f iz ie nz maßn ah men in Kälte syst e m en

I m B e r e i c h K ä l t e s y s t e m e w u r d e n a m F r a u n h o f e r I I S B u n t e r s c h i e d l i c h e H e r a n g e h e n s - w e i s e n u n t e r s u c h t , u m d i e E f f i z i e n z d e r A n l a g e n z u o p t i m i e r e n u n d s o m i t d e n e l e k t r i s c h e n E n e r g i e b e d a r f z u s e n k e n . E i n Sc h w e r p u n k t l i e g t d a b e i a u f d e r V e r s c h i e -

Referenzen

ÄHNLICHE DOKUMENTE

Schreibe nun alle Namenwörter aus diesem Text, die den Buch- staben r enthalten,

[r]

Im Ergebnis ist daher festzuhalten: Im Rahmen der Haftung aus unerlaubter Handlung ist jeder einzelne für das von ihm an den Tag gelegte Verhalten selbst verantwortlich, so daß

$: N.. in other words, if we disregard the time-stamps, 0 and the induced 0' generate the same results. Another relationship that we have to consider is the one between

Internationalisierungsstrategien deutscher Banken in Europa 71/1994 Büschgen, H.E. Lean Banking - eine

Zu den Kunden gehören seit der Fusion mit der Rechenzentrum der Hessischen Sparkassenorganisation GmbH (RSHO) zum 1.1.1999 neben den 125 Sparkassen in Westfalen und Hessen auch

This work has been digitalized and published in 2013 by Verlag Zeitschrift für Naturforschung in cooperation with the Max Planck Society for the Advancement of Science under

[r]