Institut für Energietechnik, Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Energietechnik Thermische Prozesse zur Nutzung erneuerbarer Energien

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1 Institut für Energietechnik, Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Energietechnik Thermische Prozesse zur Nutzung erneuerbarer Energien

2 regenerative Energiequelle Umwandlungsanlage erzeugte Energie potentielle und kinetische Energie Wasserkraft Windkraft Meeresenergie Windenergiekonverter Wasserkraftwerk Wellen-, Gezeitenkraftwerk Strom Geothermie geotherm. Heiz-/Kraftwerk Solarzelle, photovolt. KW Strom Wärmeund Strahlungsenergie Solarstrahlung Umgebungswärme Kollektor, solartherm. KW Adsorber passive Nutzung photoelektrochem. Zellen Wärmepumpen, Adsorber Wärme Brennstoff chemisch gebundene Energie Biomasse, Müll [Potentiale regenerativer Energieträger in der Bundesrepublik Deutschland, VDI-Gesellschaft Energietechnik, 1991] Müll- (Heiz-) Kraftwerk Festbrennstoff-Kessel Biogas-Vergasungsanlage Alkoholfermenter Kompaktier-, Aufbereitungsanlage Strom Wärme Brennstoff Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 2 von 40

3 -Biomasse - Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 3 von 40

4 Mit dem Sammelbegriff Biomasse werden alle Energieträger bezeichnet, die ihre Energie über den Vorgang der Photosynthese durch das Pflanzenwachstum gewinnen. Die Pflanzen binden während des Wachstums Kohlendioxid (CO2) aus der Erdatmosphäre und speichern dabei die Energie der Sonne. Beim Verbrennen, aber auch beim Verrotten der Pflanzen wird die gespeicherte Energie wieder freigesetzt. Dabei wird das gebundene CO2 wieder in die Atmosphäre abgegeben. Beim Wachstum neuer Pflanzen wird wiederum Kohlendioxid eingebunden; es entsteht ein sogenannter CO2-Kreislauf. Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 4 von 40

5 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 5 von 40

6 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 6 von 40

7 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 7 von 40

8 Energetisch nutzbare Brennstoffpotentiale in Deutschland und ihre tatsächliche Nutzung Quelle :Teil IX der Reihe Regenerative Energien : Energie aus Biomasse, Hans Hartmann, 1. Auflage, 1995 Verlag Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 8 von 40

9 Netto-CO 2 -Minderungspotentiale in Deutschland durch energetische Nutzung von Biomasse Quelle :Teil IX der Reihe Regenerative Energien : Energie aus Biomasse, Hans Hartmann, 1. Auflage, 1995 Verlag Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 9 von 40

10 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 10 von 40

11 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 11 von 40

12 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 12 von 40

13 Energiegewinnung aus biogenen Rohstoffen Bild: Rebhan, E.(Hrsg.): Energiehandbuch: Gewinnung, Wandlung und Nutzung von Energie. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2002, (VDI-Buch), ISBN X Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 13 von 40

14 Umwandlung bzw. Gewinnung u. Verarbeitung lagerfähiges Zwischenprodukt Endnutzungsform physikalische Prozesse (Trocknung) Verdichtung Zerkleinerung (Trocknung) Abpressen Pellets, Ballen, Briketts, Compactrollen Scheitholz, Hackschnitzel, Häckselgut, Sägemehl Pflanzenöl BIOMASSE Primärbiomasse, pflanzliche und tierische Reststoffe thermochemische Prozesse Verbrennung Vergasung Verflüssigung, Umesterung Spaltgase, Pyrolysegase Pflanzenöl-methylester, Pyrolyseöl, Methanol, Benzin thermische, elektrische und mechanische ENERGIE biologische Prozesse alkoholische Fermentation Biogas- Fermentation Ethanol Biogas Quelle: Energie aus Biomasse, VDI- Gesellschaft Energietechnik, 1995 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 14 von 40

15 - Feste Biomasse - Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 15 von 40

16 [Hartmann, H.] Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 16 von 40

17 Ascheschmelzverhalten (nach DIN 51730) bei verschiedenen Festbrennstoffen Quelle :Teil IX der Reihe Regenerative Energien : Energie aus Biomasse, Hans Hartmann, 1. Auflage, 1995 Verlag Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 17 von 40

18 Spezifischer Massenaufwand und Lagerraumbedarf verschiedener flüssiger und fester Brennstoffe Quelle :Teil IX der Reihe Regenerative Energien : Energie aus Biomasse, Hans Hartmann, 1. Auflage, 1995 Verlag Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 18 von 40

19 Biomassefeuerungen (Prinzipskizzen) Bild: Rebhan, E.(Hrsg.): Energiehandbuch: Gewinnung, Wandlung und Nutzung von Energie. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2002, (VDI-Buch), ISBN X Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 19 von 40

20 Pelletkessel für Einfamilienhaus Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 20 von 40

21 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 21 von 40

22 Prinzipdarstellung des Gleichstrom-, Gegenstromund Wirbelschichtvergasers Quelle :Teil IX der Reihe Regenerative Energien : Energie aus Biomasse, Hans Hartmann, 1. Auflage, 1995 Verlag Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 22 von 40

23 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 23 von 40

24 Produktgaszusammensetzung bei der Vergasung von Biomasse Tabelle: Rebhan, E.(Hrsg.): Energiehandbuch: Gewinnung, Wandlung und Nutzung von Energie. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2002, (VDI-Buch), ISBN X Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 24 von 40

25 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 25 von 40

26 - Flüssige Biomasse - Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 26 von 40

27 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 27 von 40

28 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 28 von 40

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33 - Biogas - Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 33 von 40

34 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 34 von 40

35 Biogas (Methan) wird in der Regel im BHKW genutzt Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 35 von 40

36 Quelle :Teil IX der Reihe Regenerative Energien : Energie aus Biomasse, Hans Hartmann, 1. Auflage, 1995 Verlag Verein Deutscher Ingenieure (VDI). Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 36 von 40

37 - Solarthermische Stromerzeugung - Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 37 von 40

38 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 38 von 40

39 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 39 von 40

40 a) Thermische Solarkraftwerke b) Photovoltaik Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 40 von 40

41 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 41 von 40

42 Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 42 von 40

43 -Geothermale Stromerzeugung - Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 43 von 40

44 Möglichkeiten der Erdwärmenutzung Dr.-Ing. Marco Klemm Professur Verbrennung, Wärme- und Stoffübertragung Folie 44 von 40

45 Erdwärmenutzung in Neustadt-Glewe