Praktische Beispiele der Energieoptimierung
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- Carl Scholz
- vor 7 Jahren
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1 Folie 1 Praktische Beispiele der Energieoptimierung Erhöhung der Eigenenergieproduktion, g Optimierung der Aggregate, Klärgasnutzung Dipl.-Ing. Holm Kakuschke, hansewasser Bremen GmbH
2 liederung 1. Optimierungspotential auf der Kläranlage Seehausen 2. Projekt Windkraftanlage 3. Projekt BHKW / Turboverdichter Folie 2
3 ptimierungspotential Kläranlage Seehausen erfahrenstechnische Potentiale Umwälzung Sandfang Optimierung Belüftung Rührwerketausch (Belebung C) Ersatz der 4 vorhandenen WKA durch 1 leistungsstärkere WKA Erneuerung BHKW / Turboverdichter O ti i B l b t f Optimierung Belebungsstufe etriebsoptimierung Betriebsweise i Biologie i zur Reduktion des Stromverbrauchs Betriebsweise Faulbehälter zur Erhöhung der Gasproduktion Intermittierende Betriebsweise Folie 3
4 rojekt Windkraftanlage - Lageplan Alte WKA Alte WKA Alte WKA Neue WKA Folie 4 Alte WKA
5 rojekt Windkraftanlage - Ist-Situation/Defizite Betrieb von 4 Windkraftanlagen Baujahr: 1993 Nennleistung: 150 kw Nabenhöhe: 30 m Rotordurchmesser: 23 m Jahresstromertrag/WKA: kwh Jahresstromertrag/4 WKA: kwh Erzeugung g von nur 54 % der prognostizierten Strommenge (Prognose kwh/a) WKA trotz Verabschiedung des EEG am 1. April 2000 unwirtschaftlich Folie 5
6 rojekt Windkraftanlage - Ist-Situation/Defizite Vergleich erzielte mit prognostizierten Erlösen Erlös WEA 1-4, Ist Erlös WEA 1-4 4, Progn. Ertrag WEA 1-4, Ist Ertrag WEA 1-4, Progn Stromertrag pro Jahr [MWh] Erlös pro Jahr [ ] Ergebnis der gewöhnlichen Geschäftstätigkeit: ca /a Folie
7 rojekt Windkraftanlage Erste Planungsschritte Anlagenkonfiguration Abschätzung von Anzahl, Größe und Standort der WKA durch einen WKA-Hersteller unter Nutzung meteorologischer Daten (Wind, Sonne) vom DWD in Abhängigkeit it von Lärmimmission, i i Schattenwurf, Baukosten/erzeugter kwh Ertrags-, Lärmimmissions- und Schattenwurfprognose, p g Baukosten Prüfung Standort Mindestabstände zum Deich und erdverlegten Rohrleitungen Prüfung Genehmigungsfähigkeit Flächennutzungsplan, Windkraft-Vorrangflächen Bebauungsplan Vorhabenbezogener Bebauungsplan Repowering Folie 7
8 rojekt Windkraftanlage Erste Planungsschritte Ermittlung der Herstellkosten Lieferung und Montage WKA Fundament, Zuwegung, verkehrslenkende Maßnahmen Elektrotechnische Anbindung Genehmigung, Gutachten, Honorar Wirtschaftlichkeitsrechnung Beauftragung von Gutachten Lärmimmission, Schattenwurf, Ertrag BImSch-Antrag Folie 8
9 rojekt Windkraftanlage Maßnahme Alte WKA AN Bonus 150 / 30 benhöhe 30 m 98 m Neue WKA ENERCON E-82 tordurchmesser torblätter 3 3 nnleistung 150 kw kw sätzliche techche Ausrüstung Schattenabschaltung Rotorblattenteisung romertrag/wka kwh/a kwh/a romertrag gesamt kwh/a kwh/a fferenz Alt/Neu tromertrag gesamt kwh/a Folie 9
10 rojekt Windkraftanlage Zeitlicher Projektablauf Nov. 2004: Projektinitial Aug. 2006: BImSch-Antrag Dez. 2006: Ablehnender Bescheid BImSch-Antrag April 2008: Antrag auf Einleitung eines Bebauungsplanverfahrens Okt. 2009: Zustimmung Senat/Bürgerschaft zum Vorhabenbezogenen Bebauungsplan 67 Nov. 2009: BImSch-Antrag: Einreichung neuer Unterlagen Apr. 2010: Genehmigungsbescheid Okt. 2010: Inbetriebnahme neue WKA Folie 10
11 rojekt Windkraftanlage WKA auf der Kläranlage Folie 11
12 rojekt BHKW / Turboverdichter - Lageplan Maschinenhaus h mit BHKW + Turboverdichter Folie 12
13 rojekt BHKW / Turboverdichter Innenansicht Maschinenhaus Folie 13
14 rojekt BHKW / Turboverdichter - Ist-Situation 3 BHKW erzeugen Strom/Wärme aus Faulgas (75 % der Gesamtmenge Baujahr: 1993 Elektrische Leistung: kw Elektrischer Wirkungsgrad: 29 % Thermische Leistung: kw Stromertrag/a: kwh 2 Turboverdichter erzeugen Prozeßluft/Wärme aus Faulgas (25 % der Gesamtmenge) Baujahr: 1983 Mechanische Leistung: 620 kw Thermische Leistung: 751 kw Energieäquivalent/a: kwh Folie 14
15 rojekt BHKW / Turboverdichter - Ist-Situation 2 Heizkessel erzeugen Wärme aus Faulgas Baujahr: 1996 Thermische Leistung: 437 kw Wärmeertrag/a: kwh Energie-Bilanz Altanlage BHKW/Turboverdichter/Heizkessel Energiebilanz/a: kwh Folie 15
16 rojekt BHKW / Turboverdichter - Defizite BHKW niedriger elektrische Wirkungsgrad von 29 % hoher Wartungsaufwand schwierige Ersatzteilversorgung hoher Wartungsaufwand, schwierige Ersatzteilversorgung gleitende Leistungsanpassung zur neuen WKA nicht möglich Inselbetriebsfall (Ausfall der öffentlichen Stromversorgung g - erforderliche Reinigung des Abwassers nicht möglich) Turboverdichter Luftüberschuß in der BA/BB in Schwachlastphasen hl h Luftbedarf BA/BB: Nm³/h Luftfördermenge Turboverdichter: Nm³/h hoher Wartungsaufwand, schwierige Ersatzteilversorgung Wärmeversorgung Kläranlage ba ß t t +5 C ab Außentemperatur +5 C Absinken der Faulgastemperatur <37 C Unterversorgung Gebäudeheizung Folie 16
17 rojekt BHKW/Turboverdichter Maßnahmen Installation von Turboverdichter mit elektrischem Antrieb Installation von BHKW 2 BHKW werden ausschließlich mit Faulgas betrieben Deckung des Wärmedefizits im Winter durch Betrieb des redundanten BHKW mit Erdgas Installation von 2 Heizkesseln Deckung des Wärmedefizits im Winter bei Ausfall des redundanten BHKW bzw. bei Wärmebedarfsspitzen Betrieb ausschließlich mit Erdgas Folie 17
18 rojekt BHKW/Turboverdichter Maßnahmen Technische Daten BHKW Elektrische Leistung: kw Elektrischer Wirkungsgrad: 41 % Thermische Leistung: kw Stromertrag/a: kwh Technische Daten Turboverdichter Elektrische e Antriebsleistung: e s 400 kw Luftfördermenge: Nm³/h Stromverbrauch/a: kwh Folie 18
19 rojekt BHKW/Turboverdichter Maßnahmen Technische Daten Heizkessel Thermische Leistung: kw Wärmeertrag/a: 0 (Betrieb bei Ausfall 3. BHKW) Energie-Bilanz Neuanlage BHKW/Turboverdichter/Heizkessel Energiebilanz/a: kwh Energiebilanz/a: kwh Differenz Energiebilanz Altanlage / Neuanlage Altanlage: kwh Neuanlage: kwh Differenz: kwh Folie 19
20 Folie 20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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