Biomasse-Mikronetze: Definition, Planung und Technik

Transkript

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2 Biomasse-Mikronetze: Definition, Planung und Technik

3 Wer bin ich? Franz Strasser Fa. Energie-Detektei Strasser Innerleiten 4, 4843 Ampflwang Mess- u. Regeltechniker Spezialist für die Effizienzsteigerung inwärmeversorgungsanlagen Energiemanagement Energieberatung

4 Was erwartet Sie? Definition Micronetz Möglichkeiten und Grenzen eines Micronetzes Technische Aspekte Aktuelle Entwicklungen und Innovationen

5 Was braucht es um effizient Planen und Betreiben zu können? In erster Linie Bewusstsein!

6 Grundsätzlich gilt! Nur so viel Energie umwandeln wie gerade benötigt wird! Energie in angemessener Form bereit stellen

7 Wann spricht man von einem Micronetz! In Österreich bis 15 Abnehmer In Südtirol bis 10 Abnehmer Größter Unterschied ist die Netzbeschaffenheit. Systemtemperaturen Verwendete Materialien wie Rohre, Armaturen..

8 Möglichkeiten und Grenzen eines Möglichkeiten: Micronetzes kein zwingender Sommerbetrieb (Auslegung in der Planung), Impulsbetrieb möglich (Energielieferung bei Bedarf), gleitender Netzbetrieb (Vorlauftemperatur orientiert sich an der Anforderungstemperatur), einsetzen günstiger Systemkomponenten (Kunststoffrohr ist günstiger als Stahlrohr), Solarbetrieb möglich, nutzen stiller Reserven (bestehende Kesselanlagen zur Spitzenlastabdeckung). Grenzen: Leitungsnetz in Kunststoff bezüglich Temperaturbeständigkeit, Netzverluste in Abhängigkeit zu verkaufter Wärmemenge, Erweiterbarkeit nur begrenzt möglich, da Baulichkeiten einschränken, Förderstellen fordern Effizienz, geringer Verbrauch Abnehmer, Aufwand im Verhältnis zur verkauften Energie,

9 Möglichkeiten und Grenzen eines Grenzen in Bezug auf Aufwand und Ertrag Micronetzes Einfamilienhäuser Altbau oft lange Leitungswege meist hohe Systemtemperaturen im Altbau. meist Sanierungspotential vorhanden Mehrfamiliengebäude höhere Anschlussleistung und Verbrauch meist hohe Systemtemperaturen im Altbau. meist Sanierungspotential im Altbau vorhanden Reihenhäuser kurze Leitungslängen Systemtemperaturen können höher sein, da Leitungen kurz meist gut gedämmt Siedlungswohnbau Leitungen oft nicht sehr lang, doch unterschiedliche Errichtungszeitpunkte Systemtemperaturen meist niedrig guter Dämmstandard, geringer Energieverbrauch Betriebliche Objekte oft höhere Anschlussleistung und Verbrauch meist hohe Systemtemperaturen im Altbau. oft Sanierungspotential vorhanden

10 Möglichkeiten und Grenzen eines Micronetzes Welche Gebäude sind für Micronetze interessant? Energieverbrauch hoch bei geringem Sanierungspotential, geringe Anschlussleistung bei hohem Energieverbrauch, kurze Leitungswege und damit verbunden geringer Aufwand,

11 Technische Aspekte Micronetz Richtige Dimensionierung: genaue Erhebung der Abnehmer - notw. Leistungen - Lastprofile - Systemtemperaturen - Volumenströme und Hydraulik der Abnehmer - Zustand der an zu schließenden Gebäude begutachten (Sanierungspotential) an Abnehmer angepasste Planung (Nicht in die Zukunft planen), bestehende Anlagen zur Spitzenlastabdeckung ev. einbinden

12 Technische Aspekte Micronetz Richtige Dimensionierung: Netztemperatur an Verbraucher anpassen (reduzieren der Netzverluste). Möglichst hohe Differenz zw. Vorauf u. Rücklauf (geringe Leitungsverluste im Rücklauf). Hydraulik nach anforderung Abnehmer wählen (System mit Lastausgleichspeicher oder Wärmetauscher, gleitender Betrieb Netz). System auf variablen Volumenstrom im Netz ausrichten (spart Strom und Leitungsverluste).

13 Anschlußdichte kontra Netzverluste Wo liegen die Grenzen? Grundlagen für den folgenden Vergleich: Biomasseeinzelanlage Micronetz Neubausiedlung Micronetz Reihenhaussiedlung Micronetz Altbausiedlung Micronetz Gewerbebetriebe Gebäude Anzahl Leistungsbedarf durchschn. in kw Beheizte Fläche durchschn. pro Obj. in m2 Netzlänge in Meter System-temperatur in C VL - RL

14 Anschlußdichte kontra Netzverluste Wo liegen die Grenzen? Die eigentliche Grenze ist die Wirtschaftlichkeit der Anlage!!!

15 Anschlußdichte kontra Netzverluste Wo liegen die Grenzen? Die Kommunalkredit Austria z.b. fördert nur Netze, deren Anschlussdichte über 900 kwh verkaufter Energie pro m Wärmeleitung liegen.

16 Wohnflächenbezogener Verteilnetzverlust Ist eine Kennzahl, die eine Aussage über die Verluste im Netz trifft. Bezieht sich auf einen m2 beheizte Fläche im Verteilnetz. Von welchen Größen sprechen wir? 5-50 kwh/m2 sind Werte der Realität 5-15 kwh/m2 sollen nicht überschritten werden

17 Wohnflächenbezogener Verteilnetzverlust Verantwortlich dafür: Leitungslänge Rohrdimension Systemtemperatur Wärmedämmung Rohr Betriebszeit

18 Wohnflächenbezogener Leitungslänge und Rohrdimension Verteilnetzverlust Fazit: Kurze Leitungen und angepasste Rohrdimensionen planen

19 Wohnflächenbezogener Systemtemperatur und Rohrsystem Verteilnetzverlust Bild: Rehau Fazit: Systemtemperaturen so niedrig wie möglich

20 Systemtemperaturen Soll sich am höchsten Niveau der Verbraucher orientieren. VL 35 C VL 52 C VL 56 C VL 43 C Netz-Abgang 56 C + Netzverlust VL 44 C VL 37 C Nicht statische Netztemperatur sondern gleitender Betrieb!! VL 51 C

21 Wohnflächenbezogener Verteilnetzverlust Fazit: Qualitative Produkte wählen

22 Wohnflächenbezogener Verteilnetzverlust Fazit: Berechnen, ob Sommerbetrieb wirtschaftlich

23 Netznutzungsgrad Ergibt sich aus: Verkaufte Wärmemenge Verkaufte Wärmemenge + Netzverluste

24 Wärmequellen In der Regel Biomassekessel, Wärmerückgewinnungsanlagen (Abwärme) mit Backup-System Pellets Hackgut Abwärme oder Biogasanlage Ein- oder Mehrkesselanlage Back-Up Kessel thermische Solaranlage Abwärme

25 Wärmequellen Ein- oder Mehr-Kesselanlage? Netz mit Sommerbetrieb Leistung saisonal an Abnehmer anpassen!! Ausfallsicherheit starker Lastunterschied Herbst - Winter - Frühjahr Netz ohne Sommerbetrieb Mehr-Kesselanlage eventuell Lastausgleichspeicher vorsehen Ein-Kesselanlage eventuell Pufferspeicher notwendig

26 Emissionen Kesselanlagen Orientieren sich in Österreich an den Gesetzen der einzelnen Länder

27 Wärmeübergabe Trennt Netz von der Hausanlage. Zwei Systeme kommen in erster Linie zum Einsatz: Speicher mit integriertem Wärmetauscher externe Wärmetauscher Bild: wls ag Bild: Honeywell

28 Thermische Speicher Thermische Speicher, JA oder NEIN: Sind meist Speicher mit innen liegenden Wärmetauschern keine zusätzliche Wärmeübergabestation notwendig kein eigener Warmwasserspeicher notwendig Solaranlage von Abnehmer kann eingebunden werden bei stark wechselnden Lasten sinnvoll fremde Energiequellen (z.b. Wärmerückgewinnung) können einfach eingebunden werden Speicher nur dann sinnvoll, wenn Solaranlagen vor Ort, Wärmerückgewinnung oder stark wechselnde Lasten vorhanden sind, oder das Nutzungsprofil nicht einheitlich ist. Bild: Solarbayer

29 Das wirtschaftliche Micronetz Was macht also ein Micronetz wirtschaftlich? kompaktes Verteilnetz niedrige Vorlauftemperatur hohe Differenz VL zu RL gleichmäßige Leistung hohe verkaufte Energiemenge pro m Leitung qualitative Produkte geringer baulicher Aufwand

30 Wie wird nun ein Micronetz realisiert? Es braucht eine treibende Kraft!!!!!!! Am Anfang steht die Idee! Sie orientiert sich an: kompakten Leitungsnezten geringen Systemtemperaturen verhältnismäßig großen Abnehmern situierung Heizhaus Es folgt eine Abklärung in einem Beratungsgespräch mit einem fachkundigen Planer. Dabei wird die Sinnhaftigkeit überprüft und weitere Schritte besprochen.

31 Wie wird nun ein Micronetz realisiert? Es folgt eine Erhebung vor Ort bei möglichen Kunden. Daten die Erhoben werden: Brennstoffverbrauch der letzten drei Jahre Kesselleistung vorhandene Systeme (Fußbodenheizung, Heizkörper.) System Warmwasserbereitung Systemtemperaturen (Heizkurve, Kesseltemperatur..) Anlagenzustand Art Gebäude thermischer Zustand Gebäudehülle beheizte Fläche

32 Wie wird nun ein Micronetz realisiert? Nach der Erhebung kommt die Auswertung. Die Daten werden Ausgewertet und mit den Netzlängen in eine Musterkalkulation eingetragen. In dieser kann bereits die Wirtschaftlichkeit der Anlage ausgewiesen werden. Die Musterkalkulation dient als Entscheidungsgrundlage und Kostenkontrolle. Bei einer positiven Entscheidung erfolgt meist eine Gesellschaftsgründung und Beauftragung eines Planers.

33 Wie wird nun ein Micronetz realisiert? In der Planungsphase erfolgt: Vorverträge einholen Förderungen einreichen Anlage Planen und Genehmigungen einholen Anlage Ausschreiben und Aufträge vergeben

34 Wie wird nun ein Micronetz realisiert? In der Errichtungsphase erfolgt: Heizhaus er- und einrichten Nezt herstellen Hausanschlüße herstellen Inbetriebnahme Netz, justieren und einregulieren Hydraulik und Regeltechnik

35 Wie wird nun ein Micronetz realisiert? Im laufenden Betrieb erfolgt: Laufende Evaluierung Kundenkontakt Service und Wartung Nachjustieren

36 Kraft-Wärme-Kopplungen Sind Anlagen, welche neben Wärme auch Strom erzeugen. Mögliche Anlagenformen auf Basis Biomasse: ORC-Prozess Holzvergasung Sterlingmotor Biogasanlagen Interessant sind Biogasnalagen, da diese im Bereich meist von 200 bis 500 kw thermischer Leistung liegen.

37 Abwärmenutzung Abwärme von Kompressoren, Kühlanlagen, Fertigungsprozessen.. Auf die Systemtemperatur und Verfügbarkeit kommt es an: Kompressoren C verfügbar bei Produktion Kühlanlagen C verfügbar bei Produktion bzw. bei Lagerkühlung im Sommer mehr Energie verfügbar Fertigungsprozesse C verfügbar bei Produktion Bei Anwendung von Abwärme meist immer ein Back-Up- System erforderlich. Übernahme in ein Micro- oder Fernwärmenetz möglich.

38 Integration von Solarthermie Immer möglich! Geringe Vorlauf- und Rücklauftemperaturen von Vorteil! Warmasserbereitung dann sinnvoll, wenn ausreichend Energie vorhanden, sonst Bereitung in den Nachtstunden. Thermische Speicher mit integrierter Warmwasserbereitung in den Kundenanlagen zur solaren Speicherung von Vorteil. Dadurch ergibt sich in der übrigen Zeit ein Impulsbetrieb für das Netz. Anlagengröße und Wirtschaftlichkeit sollte mittels Lastprofil und Simulation ermittelt werden.

39 Smart Grid (Liefern von Wärme und Strom) Für das Liefern von Strom müssen Sie im liberalisierten Stromnetz Stromhändler sein. Das Netz verbleibt beim zuständigen Netzbetreiber. Dazu braucht es noch eingehendere Betrachtungs- und Vorgangsweisen. Das Liefern von Wärme ist nicht problematisch, da meist die Netze dazu erst errichtet werden müssen.

40 Aktuelle Entwicklungen und Innovationen Biomasse Micronetze vorwiegend in Reihenhaussiedlungen und dicht verbauten Gebieten. Länder schaffen teilweise gesetzliche Rahmenbedingungen. Speichertechnologien sind effizienter und innovativer geworden. Regeltechnisch gibt es noch enormes Potential! Energiemanagement angepasst an die Anforderung. Das Loggen und Auswerten von Daten sichert die Innovation!!

41 Realisierte Projekte Biomasse-Einzelanlage mit internem Wärmeversorgungsnetz bei Strasser Steinbau in St Martin im Mühlkreis Kompensiert mit 500 kw Liter Heizöl. Verbraucht SRM Hackgut. Spart 240 to CO2 pro Jahr ein. Leitungsnetz 200 m für 3 Objekte

42 Realisierte Projekte Biomasse-Micronetz Gasthaus Kirchenwirt in Tumeltsham Ried im Innkreis Kompensiert mit 250 kw Liter Heizöl. Verbraucht 400 SRM Miskantus und 230 SRM Hackgut. Leitungsnetz 120 m für 3 Objekte

43 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit