Michael Schmidt Maschinenbaustudium, Fachrichtung Konstruktion, an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes

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1 LEBENSLAUF Persönliche Daten Name Michael Schmidt Geburtsdatum 17. Mai 1970 Studium Juli 1997 Oktober 1997 Diplomarbeit: Prozesskostenanalyse und Optimierung der Verbindung Tür- Karosserie für MCC (Smart) Maschinenbaustudium, Fachrichtung Konstruktion, an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes Sonstige Tätigkeiten heute Geschäftsführender Gesellschafter der DeVeTec GmbH Freiberufliche Tätigkeit bei Prof. Dr.- Ing. Seibert in der Forschungsgruppe (FORGIS), Bereichsleiter für Konstruktion und Fahrzeugtechnik Marpingen-Urexweiler, den Michael Schmidt

2 Abwärmenutzung mit ORC Erzeugen Sie Ihren eigenen Strom aus Ihrer Abwärme

3 ORC mit einer Kolbenexpansionsmaschine ein anderer Weg!

4 Grundprinzip DeVeTec ORC

5 Allgemein

6 Thermodynamisches Verhalten des Fluids (T,s; h,s)

7 Beispiel Fluide T-s-Diagramm Ethanol Hexan R152a Ammoniak Wasser p=26bar p=1bar T [ C] Entropie

8 Vorteile Ethanol

9 Art der Expansionsmaschine

10 Vorteile der Kolbenmaschine Sehr hohe Expansionsverhältnisse realisierbar Sehr hohe Spitzendrücke realisierbar (> 100 bar) Veränderliche Expansionsverhältnisse (durch Einstellen) Ideales Teillastverhalten ( kW η = const.) Variable Drehzahlen ( /min) Direktantrieb vs. Synchrongeneratoren, Drucklufterzeuger etc. Nassdampf geeignet Modular zu erweitern (1 32 Zylinder) Mehrstufige Prozesse realisierbar (unterschiedliche Fluide) Integrierbar in Verbrennungsmotoren (G&D Prinzip) Hohe Variabilität der einsetzbaren Medien

11 Kombination Kolbenmaschine mit Ethanol 220 C T max Temperatur Carnot Prozess (Grundlage des ORC Kreisprozesses) ORC Prozess (Verdränger) 3 ΔT =140 C Verdränger 80 C T min s min s max Entropie

12 Vision I: Hochintegriertes G&D Kraftwerk Eine Kurbelwelle Ein Generator Eine Anlage Hohe Effizienz Stromkennzahl = 1,28

13 Vision II: Mehrstufiger ORC Prozess BHKW TCG 2020 V20 P el = 2014 kwel ORC Stufe 1 HT P el = 202 kwel ORC Stufe 2 NT P el = 145 kwel Summe P el = 2361 kwel Bei einem Gaseinsatz von 4705 kw η el = 50,2 %

14 Feldtestanlage in Kirchwalsede Zugewinn von 9,2 % elektrischer Leistung

15 Standard ORC Modul Standardisierte, mobile und modulare Containerlösung System ist so gestaltet, dass der Kernprozess stets unabhängig betrieben werden kann Schnell an Wärmequelle adaptierbar

16 Demo Anlage Kraftwerk Fenne

17 Beispiel einer Integration in einen Kupolofenprozess Die Rauchgase des Kupolofens werden zu meist thermisch nachverbrannt. Zur Entstaubung werden die Rauchgase von über 1000 C auf 150 C abgekühlt. Hierbei werden große Mengen an Energie über Tischkühler an die Umwelt abgegeben! 2 ORC Module à 200 kw

18 Vergleich Wirtschaftlichkeit Industrie/Biogas (EEG) Industrieanlage Biogasanlage Erzeugter Strom kwh kwh Investition Strompreis 8,5 ct/kwh el (Gießerei) 20 ct/kwh el Erlös inkl. KWK Bonus 4 Jahre Amortisationszeit 8 Jahre dynamisch 2,9 Jahre dynamisch Grundannahmen: Anlagengröße 200 kw el, Laufzeit 10 Jahre, Kalkulationszins 4 %, Wartungskosten 3% vom Invest, Betriebsstunden 7500 h

19 Vergleich Photovoltaik vs. Organic Rankine Cycle PV Anlage Ertrag 1,7 Mio. kwh / Jahr Invest ca. 4,8 Mio. ca m 2 Grundfläche ca m 2 Modulfläche Vergütung ,6 ct / kwh ,94 ct / kwh ,94 ct / kwh ,5 ct / kwh Akzeptierter Payback 10 Jahre Faktor ,8 3,8 2,1 1,6 ORC Anlage Ertrag 1,7 Mio. kwh / Jahr Invest ca. 0,95 Mio. 50m 2 Grundfläche 34m 2 Modulfläche Vergütung 8,5 ct / kwh Stromverdrängungskosten Akzeptierter Payback 3 5 Jahre

20 Vielen Dank für Ihre Partner: Aufmerksamkeit! DeVeTec GmbH Michael Schmidt (Geschäftsführer) Telefon: