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PUBLIZIERBARER Endbericht
Solaranlage BC Regionalwärme Krumpendorf
A) Projektdaten
Titel: Solaranlage BC Regionalwärme Krumpendorf
Programm: Solare Großanlagen - Solare Einspeisung
Dauer: 25.2.2015 bis 31.7.2015
Koordinator/
Projekteinreicher:
BC Regionalwärme Krumpendorf GmbH
Kontaktperson Name: DI Christoph ASTE
Kontaktperson Adresse: Schlossallee 27 9201 Krumpendorf
Kontaktperson Telefon: +43-664-3823812
Kontaktperson E-Mail: office@asteenergy.at
Projekt- und
Kooperationspartner (inkl. Bundesland):
Klima- und Energiefonds
Adresse
Investitionsobjekt:
Hauptstrasse 244 9201 Krumpendorf
Projektwebsite:
Schlagwörter: Solare Einspeisung, Sommerlast für Heizwerk,
Projektgesamtkosten: 108.599,00 Euro
Fördersumme: 43.314,00 Euro
Klimafonds-Nr: KR14ST5K11679
Erstellt am: 10.07.2015
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B) Projektübersicht 1 Executive Summary
Gegenstand des Projektes ist die solare Wärmeeinspeisung in das neu errichtete Biomasseheizwerk in Krumpendorf am Wörthersee - mit einer bivalenten Biomasse- zweikesselanlage mit Speicher - zur Effizienzsteigerung mittels Abdeckung der Sommerlast in der Gemeinde Krumpendorf. Zur solarthermischen Wärmeproduktion wurden 19 Kollektoren HOVAL GFK-2GT samt Einbindung in die Kesselhaushydraulik und übergeordneter Kesselhaussteuerung errichtet.
2 Hintergrund und Zielsetzung
Vom Biomasseheizwerk Krumpendorf der BC-Regionalwärme Krumpendorf GmbH mit einer bivalenten Biomassemehrkesselanlage (Biomassekesselnennleistung 1500 kW/490 kW mit Rauchgaskondensation mit 225 kW inkl. Wärmepumpe, Puffer mit 61 m³; Ölkessel 1.500 kW) wird in das zu errichtende Nahwärmenetz der Firma Bioprojekte GmbH für das Gemeindegebiet von Krumpendorf am Wörthersee Wärme ganzjährig im Ausmaß von 10.500 MWh/a im Endausbau geliefert.
2015 erfolgte die Errichtung und Inbetriebnahme einer 191 m² Solaranlage am Heizhausdach und samt übergeordnete Heizhausregelung. Mit Errichtung der gesamten Heizzentrale sollen folgende Kennzahlen in der Nahwärmeversorgung erreicht werden:
Kennzahlen Einheit Planungsziel
Gesamtnutzungsgrad (bezogen auf Biomasse) [%] 109
Vollbetriebsstundenzahl der Wärmeabnehmer [h/a] 2.463
Anschlussdichte Wärmenetz [(MWh/a)/Trm] 1,05
Nummer Einheit Planungsziel Vollbetriebsstundenzahl des Biomassekessels 1 [h/a] 4.000 Vollbetriebsstundenzahl des Biomassekessels 2 [h/a] 4.592
Temperaturen im Auslegungspunkt Messstelle Einheit Planungsziel
Temperatur Hauptvorlauf Wärmeerzeugung T454 [°C] 96
Temperatur Hauptvorlauf Fernleitung T461 [°C] 94
Temperatur Hauptrücklauf Wärmeerzeugung T451 [°C] 75
Temperatur Hauptrücklauf Fernleitung T462 [°C] 50
5 Abbildung 1: Schema solare Einbindung in Heizbetrieb (ohne Wärmepumpe)
Wärmebedarf Einheit Planungsziel
Gesamtwärmebedarf (inkl. Netzverluste) [MWh/a] 10.513
Wärmeleistungsbedarf Einheit Planungsziel
Gesamt-Wärmeleistungsbedarf der Wärmeerzeugung [kW] 4.269
Abbildung 2: Wärmebedarf des Nahwärmenetzes Krumpendorf
3 Projektinhalt
Das Kollektorfeld wurde am Heizhausdach der Regionalwärme Krumpendorf mit 191 m² Kollektorfläche errichtet. Der Standort des Biomasseheizhauses liegt auf Gstk. 247/1 KG 72155 Pritschitz Gemeinde Krumpendorf am Wörthersee auf ca. 448 m Seehöhe.
7 Abbildung 3: Positionierung der Kollektorfelder
Der solare Jahresertrag von rund 80 bis 90 MWh/a wird in einen Pufferspeicher eingespeist.
Die Modulaustrittstemperatur beträgt zumeist 70 und 90°C, die Eintrittstemperatur liegt im Sommer bei 60°C. Die Pufferkapazität beträgt 2*31.000 l. Weiters wird durch die Einbindung der Solaranlage in den Kreislauf der Wärmepumpe an der Kondensationsanlage erprobt werden, ob und wie der COP der Wärmepumpe angehoben werden kann.
Foto: Integration der Wärmepumpe in das oberste Bündel der Rauchgaskondensationsanlage, die Temperatur im Kaltwassertank der Wärmepumpe wird von der Solaranlage angehoben
Abbildung 4: übergeordnete Heizhausregelung mit Vollbetrieb der Solaranlage
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Die restliche Wärmeversorgung übernimmt ein bivalente Biomasse-zweikesselanlage mit einer zusätzlichen Ölkesselausfallsreserve.
Abbildung 5: übergeordnete Heizhausregelung im Sommerbetrieb mit Kesselschwachlast
Abbildung 6: Hydraulikschema der Wärmeversorgung
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Das Regelungs- und Steuerungskonzept sowie die Visualisierung der Solaranlage erfolgt mittels einer übergeordneten Wärmenetzsteuerung in Verbindung mit dem Fernwärmenetz Krumpendorf. Auch die Datenaufzeichnung, Auslesung der Wärmemengenzähler, Puffermanagement sowie die Störungsmeldung wird durch diese übergeordnete Heizhaussteuerung realisiert.
Abbildung 7: Solare Produktionsdaten im Zeitraum 30.6. bis 6.7.2015 (Linke Achse in kW Leistung der Solaranlage, rechte Achse in kWh Wärmeproduktion seit Inbetriebnahme 1.4.2015)
Zur Anwendung kommen Hoval GFK-2GT Flachkollektoren mit einem Solar Keymark Certificate 011-7S2289 F.
Abbildung 8: Daten der Solarkollektoren für das Projekt
Der solare Deckungsgrad wurde in der Simulation mit 6,9% des gesamten jährlichen Wärmebedarfs errechnet, der gesamte jährliche Kollektorfeldertrag wird dabei mit rund 85 MWh/a angenommen.
13 Abbildung 9: monatliche Verteilung der solarthermischen Erträge und der solaren Deckungsgrade
4 Schlussfolgerungen und Empfehlungen
Der Einsatz großer Solarthermieanlagen in Kombination mit Nahwärmeanlagen ist jedenfalls mit der Wärmeversorgung von Neuanschlüssen und zur Behebung von Problemen in der Sommerwärmebedarfsdeckung von Nahwärmenetzen auch wirtschaftlich interessant. Die Wärmegestehungskosten der Solaranlage sind weit unterhalb des Öl-/Gaskesselbetriebes, aber auch absolut konkurrenzfähig zum Biomassekesselbetrieb. Voraussetzung dafür ist eine frühe Abstimmung der Gesamtplanung bezüglich Hydraulik- und Montagekonzept. Außerdem ist der Direktbezug beim Hersteller samt einer Gesamtvergabe des kompletten Solarkreises (Kollektoren, Rohrleitungen, Systemtechnik, Pufferspeicher) entscheidend für eine sichere Gesamtanlagenfunktion. Eine niedrige Netzrücklauftemperatur spielt dabei eine zentrale Rolle.
Die Kombination Solarthermie mit Nahwärmeeinspeisung erhöht den Gesamtanlagenwirkungsgrad spürbar und verhindert Stagnation effektiv, erfordert jedoch eine klare Abstimmung mit der Solaranlagenintegration.
Die, in diesem Projekt gewählte Solaranlagengröße wurde v.a. durch den vorhandenen Platz auf dem Gebäudedach beschränkt, ein weiterer Ausbau der Solarthermie ist jedoch bereits in Planung. Grundsätzlich wird eine Anlagengröße empfohlen, die einen reinen solaren Sommerbetrieb ermöglicht, da in diesem Fall die Betriebsaufwendungen im Sommer drastisch reduziert werden können. Die Optimierung von Speicher - und Lastmanagement zur Verringerung des Schwachlastbetriebes des Hackgutkessels ist im Sommer 2015 die nächste Herausforderung zur Finalisierung dieses Projektes. Zusätzlich ist die Integration einer Wärmepumpe im Heizbetrieb ein weiterer Meilenstein zur Effizienzsteigerung von Nahwärmeanlagen.
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Folgende Erkenntnisse wurden im Zuge dieses Projektes gewonnen und können als Grundlage für Folgeprojekte empfohlen werden:
Pufferspeicher min. 250 Liter je m² Solarfläche – Achtung: Biomassekessel brauchen zusätzliche Pufferkapazitäten (Mindestdämmstoffdicke > 200 mm bei λ40°C = 0,04 W/m2K od. ÖNORM M 7580)
Solare Wärmeproduktionskosten sind systemrücklauftemperaturabhängig (~ +1€/°C NetzRL)
Solarfeld-Dimensionierung: Kollektorleistung entspricht im 1. Bauabschnitt der Netzverlustleistung, bis max. 20% solare Deckung ist ok.
Systemdruck 2,5 bar, Ansprechdruck für Sicherheitsventil 6 bar
Regelung: Solarkreispumpe - dT Puffer mitte zu Kollektorfühler, Pufferladepumpe- dT Puffer unten zu SolarVL
C) Projektdetails
5 Arbeits- und Zeitplan
UMSETZUNGSSCHRITTE MEILENSTEINE
Planung 06-08/2014.
Solar-Fördereinreichung 12.9.2014.
Solar-Förderzusage 28.1.2015.
Heizhaus Hydraulik 1-4/2015.
Errichtung Solarmodule 4/2015.
Inbetriebnahme 4/2015.
Regelungsoptimierung 5-8/2015.
Abrechnung 31.7.2015.
Abbildung 10: Zeitplan
6 Publikationen und Disseminierungsaktivitäten
Im Zuge der alljährliche Weiterbildungsveranstaltung von klimaaktiv qm heizwerke
„Biomassenahwärme: Mit Kondensations- und Solaranlagen fit für die Zukunft“ am 26.06.2015 wurde u.a. dieses Projekt präsentiert. Über 80 Teilnehmende - darunter AnlagenbetreiberInnen, FörderreferentInnen, HerstellervertreterInnen und MitarbeiterInnen von Wärmeversorgern und renommierten Planungsbüros aus ganz Österreich - kamen nach Gleisdorf um den Einsatz von Solar- und Kondensationsanlagen für Biomassenahwärme zu diskutieren und Neuigkeiten und Erkenntnisse aus der Branche zu erfahren.
Nachlese:
http://www.klimaaktiv.at/erneuerbare/effiziente_heizwerke/planerinfotag2015.html
In den kommenden Monaten ist geplant, das Heizwerk Krumpendorf als Lehrheizwerk zu etablieren. Zusätzlich wurde untenstehende Tafel am Heizwerk errichtet.
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Abbildung 11: Fördertafel wurde am Heizhaus angebracht
Diese Projektbeschreibung wurde von der Fördernehmerin/dem Fördernehmer erstellt. Für die Richtigkeit, Vollständigkeit und Aktualität der Inhalte übernimmt der Klima- und Energiefonds keine Haftung.
