Leistung, Energie und Klima. Die physikalischen Größen Leistung und Energie Klimadaten

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1 Leistung, und Klima Die physikalischen Größen Leistung und Klimadaten

2 Was Sie erwartet Zusammenhang von Leistung und Graphische Darstellung von Leistung und Verschiedene Einheiten der, Umrechnung von Joule in kwh Größenordnung von und Leistung Klimabegriffe, Volllaststunden

3 Warum diese Inhalte Die zwei physikalischen Begriffe Leistung und sind die Grundlage für das Verständnis und für alle Aussagen im bereich. Die Leistung ist wesentliche für die Investitionskosten die ist die Leitgröße für die Betriebskosten. Anhand von Nennleistungen oder Anschlussleistungen kann über die Volllaststunden die zu erwartende menge berechnet werden. Das Klima und daraus resultierende Temperaturdifferenzen sind ausschlaggebend für die Wärmeverluste eines Gebäudes. Für die buchhaltung ist es empfehlenswert, bei verbräuchen einzelner Jahre eine Klimabereinigung durchzuführen.

4 Leistung gebräuchliche Einheiten: Watt W Kilowatt kw gebräuchliche Einheiten: Kilowattstunde kwh Wattstunde Wh

5 Leistung Eine 100 W-Glühbirne benötigt in jedem Augenblick eine Leistung von 100 Watt. In einem Zeitintervall von 10 h hat sie eine menge von 1 kwh verbraucht Leistung = P = Q t Zeit = Leistung * Zeit

6 Leistung Leistung ist immer in Watt angegeben. [P] = Watt = Leistung * Zeit [Q] = Watt * Stunde = Wh Kilowatt kw = 1000 W Megawatt MW = 10 6 W Gigawatt GW = 10 9 W Kilowattstunde kwh = 1000 Wh Megawattstunde MWh = 10 6 Wh Gigawattstunde GWh = 10 9 Wh Terawattstunde TWh = Wh

7 Leistung Im elektrischen Bereich wird auch 1 Watt = 1 Volt * 1 Ampere 1 W= 1 VA verwendet. 1 PS ~ 0,74 kw Die physikalische Einheit der ist das Joule J. 1 J = 1 Ws (Wattsekunde) Für die Haustechnik eine viel zu kleine Einheit. Trotzdem wird sie mit den entsprechenden Vorsilben verwendet, z. B. Petajoule PJ = J

8 Leistung Leistung Zeit Zeit Es wird die gleiche benötigt (Arbeit verrichtet), egal, wie schnell man geht. Die Leistung und der Zeitraum, in dem die Leistung stattfindet, sind unterschiedlich.

9 Leistung [Watt] Graphische Darstellung der = Fläche unter der Kurve Zeit [h] 100 Watt * 10 Stunden = 1000 Wh = 1 kwh

10 Graphische Darstellung der = Fläche unter der Kurve

11 Leistung [Watt] Graphische Darstellung der = Fläche unter der Kurve Zeit [h]

12 Beispiele von versch. Kraftwerksarten Leistung Windkraftwerke: einige 100 kw bis 7,5 MW Bsp: WKA mit 2 MW Leistung Regelarbeitsvermögen ca MWh Bild: Enercon E126, bis zu 7,5 MW Leistung

13 Beispiele von versch. Kraftwerksarten Leistung Biogasanlage Bsp: Biogasanlage mit 1 MW Leistung Regelarbeitsvermögen ca MWh Bild: Biogasanlage Kötschach-Mauthen

14 Beispiele von versch. Kraftwerksarten Leistung Donaukraftwerke 170 bis 330 MW Bsp: Kraftwerk Melk 187 MW Leistung Regelarbeitsvermögen 1222 GWh Bild: Kraftwerk Melk, 187 MW

15 Volllaststunden Bei Kraftwerken versteht man unter Volllaststunden den Quotient aus dem Regelarbeitsvermögen *W (auch als Jahresenergieproduktion bezeichnet) und der Nennleistung P. Das Ergebnis ist ein rechnerischer Wert und gibt an, wie hoch die Ausnutzung der Anlage ist: Er gibt an, wie viele Stunden die Anlage gelaufen wäre, um die Jahresenergieproduktion zu erreichen, wenn sie nur unter Volllast gelaufen wäre und sonst stillgestanden wäre Richtwerte für Volllaststunden von Kraftwerken: Kernenergie: 8000 h Laufkraftwerk: 6000 h Windkraftanlage: 2000 h Photovoltaik: 1000 h *gibt an, wie viel elektrische in einem bestimmten Zeitraum (meist einem Jahr) von einem Kraftwerk geliefert werden kann.

16 Leistung Kraftwerke haben eine gewisse Leistung: Windkraftwerke: einige 100 kw bis 7,5 MW Biomasse/-gas: ähnlich Wind Kleinwasserkraftwerke: bis 10 MW Donaukraftwerke: 170 bis 330 MW Atomkraftwerke: 400 MW bis 1 GW Alle Kraftwerke haben eine gewisse Jahresstromproduktion

17 Leistung Kessel und Öfen haben eine gewisse Leistung: 5, 10, 20, 50 kw Der verbrauch von Kessel oder Öfen ist abhängig von den Betriebsstunden Beispiel: Durchlauferhitzer: 20 kw 1 Stunde duschen: 20 kwh >> 5 min duschen: 1,7 kwh

18 Leistung Heizlast (Wärmeleistung, die ein Gebäude am kältesten Wintertag an die Umgebung abgibt) eines Einfamilienhauses: 1,5 bis 20 kw Heizenergiebedarf eines Einfamilienhauses pro Jahr: bis kwh Die Heizlastberechnung berechnet die für ein Gebäude nötige Heizleistung für den kältesten Wintertag kw / m² oder W/m² Die entsprechenden Kennzahlen: Der ausweis bilanziert die gewinne und verluste und somit den Jahresenergiebedarf kwh / m²a

19 Leistung Heizlast Im Leitfaden zur Berechnung des HWB, B 8135, M7500 oder EN12831 berechnet die für ein Gebäude nötige Heizleistung für den kältesten Wintertag Heizenergiebedarf (HWB) Der ausweis bilanziert die gewinne und verluste und somit den Jahresenergiebedarf 19

20 Klima: Begriffe und Einheiten Heiztage HT, HT 12 d Heizgradtage HGT, HGT 20/12 Kd Normaußentemperatur T ne C niedrigster Zweitagesmittelwert der Lufttemperatur eines Ortes, der 10mal in 20 Jahren erreicht oder unterschritten wurde Globalstrahlung G kwh/m²a

21 Klimabegriffe 30 C C Raumtemperatur T i Heizgrenztemperatur T Normaußentemperatur T ne Heiztage HT

22 Klimabegriffe 30 C 20 C Heizgradtage HGT [K*d] Raumtemperatur T i Heizgrenztemperatur Normaußentemperatur T ne Heiztage HT

23 Volllaststunden Bei der Beheizung von Gebäuden versteht man unter den Volllaststunden den Zusammenhang zwischen dem Heizwärmebedarf und der Heizlast. Die Volllaststunden geben an, wie lange die Heizung gelaufen wäre, um die Wärmemenge abzugeben, die als Nutzwärme in der gesamten Heizperiode benötigt wird. Für die Beheizung von Wohngebäuden kann man als Durchschnittswert ca Stunden (1000 bis 1800) annehmen. Dieser Wert hängt ab von: Klima Solaren Gewinnen, internen Gewinnen Temperaturabsenkungen Teilbeheizung des Gebäudes (NutzerInnenverhalten)

24 Klimabereinigung Aufgrund unterschiedlich strenger Winter wird in jedem Winter auch unterschiedlich viel Heizenergie verbraucht. Die Strenge des Winters drückt sich in den Heizgradtagen der jeweiligen Heizperiode aus. Wenn die Heizgradtage einer speziellen Heizperiode zu den Heizgradtagen des langjährigen Mittels (aus dem Klimadatenkatalog) ins Verhältnis gesetzt werden, kann der Heizenergieverbrauch dieser Heizperiode auf das langjährige Mittel mit diesem Faktor normiert werden. Die Heizenergieverbräuche verschiedener Jahre werden durch diese Normierung miteinander vergleichbar.

25 Klimabereinigung normierter Verbrauch Verbrauch in der Heizperiode langjähriges Mittelder HGT HGT dieser Heizperiode

26 Kernaussagen Die ist Leistung * Zeit Die Einheit der ist Joule, Wh, kwh, PJ Die Einheit der Leistung ist Watt, kw, MW Die Normaußentemperatur T ne ist die Außentemperatur am kältesten Wintertag. Diese muss für die Berechnung der Heizlast bekannt sein. Die Heizgradtage sind die Summe aller täglichen Temperaturdifferenzen zwischen Innenraumluft und Außentemperatur in der Heizperiode. Diese Zahl ist für die Berechnung des Heizwärmebedarfs notwendig. Um verbräuche verschiedener Heizperioden vergleichen zu können, müssen diese klimabereinigt werden.