Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften - infernum. Analyse von Energieerzeugungsanlagen

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1 Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften - infernum Analyse von Energieerzeugungsanlagen

2 Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften - infernum Analyse von Energieerzeugungsanlagen von Wilhelm Althaus, Carsten Beier und Aline Schnur

3 Impressum Titel: Analyse von Energieerzeugungsanlagen von: Wilhelm Althaus, Carsten Beier und Aline Schnur 2011 FernUniversität in Hagen, Hagen Alle Rechte vorbehalten. Studienangebot: Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften (infernum) Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung und des Nachdrucks, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung der FernUniversität in Hagen reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

4 Inhaltsverzeichnis 5 Inhalt 1 Einführung Lehrziele Hemmnisse Vorteile Vorgehen Energetische Grundlagen Energiearten Energieerhaltung Energiequalität und Reaktionsrichtung Bilanzierung Wirkungs- und Nutzungsgrad Betriebsverhalten Erfassung des Ist-Zustands Grunddaten Energieverbrauch und -kosten Energiebezugskonditionen Begehung Messen in der Energieanalyse Messkonzept Messgeräte Elektrische Messgrößen Druck...41

5 6 Inhaltsverzeichnis Temperatur Volumenstrom Messfehler Repräsentativität Systematische und zufällige Fehler Fehlergrenzen Fehler bei der Auswertung Fehlerabschätzung Analyse Aufgaben der Analyse Prognose und Strategiebewertung Zieldefinition und Erfolgskontrolle Monitoring und Benchmarking Kennzahlen Nutzen Auswahl Bezugswert Aufbau Anforderungen Wichtige Kennzahlen und Begriffe in der Energieanalyse Diagramme Punktdiagramm Liniendiagramm Säulendiagramm Flächendiagramm... 69

6 Inhaltsverzeichnis Kuchendiagramm Sankey-Diagramm Boxplot Bezugswerte Skalierung Randbedingung Optimierung der Energienutzung Mathematische Methoden Optimierungsansätze in der Energietechnik Unnötiger Verbrauch Nutzenergiebedarf Wirkungsgrad Bedarfsanpassung Energieverluste und Rückgewinnung Regenerative Energien Maßnahmenempfehlung Wirtschaftlichkeit Statische Verfahren Kostenvergleich Gewinnvergleich Rentabilitätsvergleich Amortisationsvergleich Dynamische Verfahren Kapitalwertmethode...90

7 8 Inhaltsverzeichnis Interner Zinsfuß Annuitätenmethode Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Weiterführende Informationen Literatur Links Beantwortete Kontrollfragen Kapitel 1: Einführung Kapitel 2: Energetische Grundlagen Kapitel 3: Erfassung des Ist-Zustands Kapitel 4: Messen in der Energieanalyse Kapitel 5: Analyse Kapitel 6: Optimierung der Energienutzung Kapitel 7: Wirtschaftlichkeit Glossar

8 Weiterführende Informationen Weiterführende Informationen 10.1 Literatur Kapitel 1 [EA10] EnergieAgentur.NRW: Informationen über Energieeinsparungen und effiziente Energienutzung, Düsseldorf, Wuppertal, 2010, [Fo10] Forum für Zukunftsenergien e.v. (Hrsg.): Verschiedene Mitteilungen, Berlin 2010 gen zu aktuellen klimapolitischen und energetischen Entwicklunhttp:// [Ko09] P. Konstantin: Praxisbuch Energiewirtschaft. 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg [VDI3922] VDI-Gesellschaft Energietechnik (Hrsg.): VDI-Richtlinie 3922, Energieberatung für Industrie und Gewerbe. Ausgabedatum Kapitel 2 [BMWi06] [Ko09] [Za09] P. Konstantin: Praxisbuch Energiewirtschaft. 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg R. A. Zahoransky: Energietechnik. 4. Auflage, Vieweg Teubner Verlag, Wiesbaden Vertiefungsliteratur [Gr07] [Lu08] Arbeitsgruppe Energierohstoffe des Bundesministeriums für Wirt- schaft und Technologie (BMWi): Verfügbarkeit und Versorgung mit Energierohstoffen. Kurzbericht, März K.-H. Grote, J. Feldhusen: Dubbel - Taschenbuch für den Maund Stoffumwandlung. 8. Auflage, Springer Verlag, Berlin Hei- schinenbau. 22. Auflage, Springer-verlag, Berlin Heidelberg K. Lucas: Thermodynamik Die Grundgesetze der Energiedelberg 2008.

9 98 Weiterführende Informationen Kapitel 3 [Ko09] P. Konstantin: Praxisbuch Energiewirtschaft. 2. Auflage, Springer- Verlag, Berlin Heidelberg [GfEM04] Gesellschaft für Energiemanagement (Hrsg.): Kennziffernkatalog. 12. Auflage, Kapitel 4 [Pa08] R. Parthier: Messtechnik. 4.Auflage, Vieweg Teubner Verlag, Wiesbaden Kapitel 5 [Bei09] [Di99] [DWD10] [IEA08] C. Beier: Analyse des Energieverbrauchs und exemplarische Best-practice-Lösungen für relevante Verbrauchssektoren in Krankenhäusern. Fraunhofer UMSICHT, DBU Studie, Fördernummer DBU-AZ 23472, Oberhausen, Juni J. Diekmann et al.: Energie-Effizienz-Indikatoren. Physica-Verlag, Heidelberg, Deutscher Wetterdienst: Allgemeine Klimadaten wie Heizgradtagoder Temperaturverläufe aus Deutschland. Januar 2010, International Energy Agency IEA (Hrsg.): World Energy Outlook November [Sta09] Statistisches Bundesamt (Hrsg.): Das Statistische Jahrbuch 2009 für die Bundesrepublik Deutschland. Wiesbaden, August =renderprint.psml nnn=true [VDI3807] VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik (Hrsg.): VDI- Richtlinie 3807, Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude - Grundlagen. Ausgabedatum

10 Weiterführende Informationen 99 Kapitel 6 [Ko09] P. Konstantin: Praxisbuch Energiewirtschaft. 2. Auflage, Springer- Heidelberg Verlag, Berlin Vertiefungsliteratur [Sch04] C. Schmid: Energieeffizienz in Unternehmen. Vdf Hochschulverlag AG, Zürich Kapitel 7 [Ko09] P. Konstantin: Praxisbuch Energiewirtschaft. 2. Auflage, Springer- Verlag, Berlin Heidelberg [St08] M. Steven: BWL für Ingenieure. 3. Auflage, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München Vertiefungsliteratur [Hä07] [Wö08] J. Härdler: Betriebswirtschaftslehre für Ingenieure. Carl Hanser Verlag München, G. Wöhe, U. Döring: Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre. 23.Auflage, Verlag Franz Vahlen, München 2008.

11 100 Weiterführende Informationen 10.2 Links AGFW ASUE BINE BMU BMWi Bund der Energieverbraucher dena dwd EFA NRW EnergieAgentur.NRW Energie.de E.V.A Energy Cities ENR Network Forum Zukunftsenergien Fraunhofer UMSICHT IEA Infoenergie Powerintec Stadt Stuttgart Stromkosten.de VIK