SOLARBREW SOLAR BREWING THE FUTURE
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- Gertrud Auttenberg
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1 SOLARBREW SOLAR BREWING THE FUTURE
2 Inhalte Projektvorstellung SolarBrew Zielsetzung Motivation Projektstatus und vorläufige Ergebnisse Schwerpunkt: Solargestütztes Maischen in der Brauerei Goess, AT Beschreibung der Systemtechnik Analyse des Anlagenbetriebes Brauerei Valencia, Spanien Mälzerei Vialonga, Portugal Zusammenfassung und Ausblick
3 Kurzvorstellung SolarBrew PROJEKTZIELE Demonstration der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit von drei solarthermischen Großanlagen im Leistungsbereich 1MWth in der Brauindustrie. Entwicklung von Konzepten zur Integration von thermischer Solarenergie auf Prozessebene bei Prozesstemperaturen 80 C Planung, Errichtung, Inbetriebsetzung und Monitoring von drei Demonstrationsanlagen; Summenleistung: 5MWp,th Entwicklung eines ganzheitlichen Analyse- und Optimierungstools für Brauereien ( Green Brewery Sector Concept )
4 Kurzvorstellung SolarBrew Solar Brew: Solar Brewing the Future EU FP7 ( ) Projekt Nr PROJEKTKONSORTIUM AEE INTEC (Leitung) HEINEKEN Supply Chain B.V. GEA Brewery Systems GmbH Partner Anlagenbau Sunmark A/S Partner Solarthermie
5 Projektvorstellung SolarBrew Schwelken von Grünmalz Darren / Abdarren von Grünmalz Reinigen von Flaschen und Behältern Reinigen von Anlagen (CIP-Reinigung) Brauwassererzeugung Pasteurisieren Maischen Würzeerhitzung Würzekochen 10 C 20 C 30 C 40 C 50 C 60 C 70 C 80 C 90 C 100 C 10 C 20 C 30 C 40 C 50 C 60 C 70 C 80 C 90 C 100 C Motivation: Alle thermisch versorgten Prozesse in Brauereien und Mälzereien benötigen Prozesstemperaturen zwischen 30 und 110 C
6 Projektvorstellung SolarBrew Überblick über die Demonstrationsanlagen Standort Kollektor -feldgröße 1 Leistung Speichervolumen Solare Erträge 2 Solare Deckung 2,3 Solare Wärmeintegration Globalstrahlung [m²] [MW p,th ] [m³] Prozesstemperatur [ C] [kwh/(m² a)] [%] [kwh/(m² a)] Brauerei Goess, AT (pressurized tank) Maischen C 350 ~ 30% Brauerei Valencia, ES (atmospheric tank) Pasteurisieren von Bier C 630 ~ 45% Mälzerei Vialonga, PT (atmospheric tank) Trocknen von Grünmalz C 720 ~ 20% Total 7, Referenz: Aperturfläche 2 Simulationsergebnisse basierend auf realen (gemessen) Verbrauchprofilen 3 Solarer Deckungsanteil bezogen auf den jeweiligen solar versorgten Prozess
7 SolarBrew: Anlage Brauerei Goess Eckdaten Inbetriebsetzung: Ende Juni m² Flachkollektoren (Boden) 200m³ Energiespeicher Solare Wärmeintegration 1) Maischen von geschrotetem Malz Prozesstemperatur: C (Aufheizvorgang) Versorgungstemperatur VL: C / RL: C Lastprofil: Mo Mi (Do) durchgehend Umstellung der Energieversorgung für den Maischeprozess von Dampf auf Heißwasser 2) Erhitzen von Frischwasser von 15 auf 85 C Lastprofil Fr So; seit Juli 2014 umgesetzt
8 SolarBrew: Anlage Brauerei Goess Beschreibung der Systemtechnik Vereinfachtes Hydraulikschema (as built) Solarkreis GEA brewery systems 1) Wirkungsgrad Kollektor und Kollektorfeld 2) Effizienz des Wärmetauschers 3) Leistungsfähigkeit der Nachtkühlung 4) Schichtungsverhalten des Energiespeichers
9 SolarBrew: Anlage Brauerei Goess Errichtung des 200m³ Energiespeichers
10 SolarBrew: Anlage Brauerei Goess Errichtung des 1.500m² Kollektorfeldes Quelle: AEE INTEC 5 Arbeiter 1 Kran Fundament: 4 Tage Kollektoren: 5 Tage
11 SolarBrew: Anlage Brauerei Goess Prozessintegration SOLAR Schema der prozessseitigen Energieversorgung der Maischebottiche nach Umbau Umstellung der Energieversorgung von Dampf auf Heißwasser (Abwärme + Solar)
12 SolarBrew: Anlage Brauerei Goess Umbau der Maischebottiche für Heißwasserbetrieb
13 SolarBrew: Anlage Brauerei Goess Analyse des Anlagenbetriebes 1) Solare Brutto-Energiegewinne - JAHR* Spezifischer Brutto-Solarertrag liegt bei hochgerechnet 350 kwh/(m²a) * Brutto-Energielieferung in Speicher (Nachtkühlung NICHT abgezogen)
14 Zusammenfassung und Ausblick Solare Brutto-Energiegewinne sind zufriedenstellend, wie projektiert Solare Netto-Energiegewinne sind geringer als projektiert: Wochenend-Wärmesenke noch nicht umgesetzt, weshalb viel Energie über die Nachtkühlung abgeführt werden muss Effizienz des Wärmetauschers ist schlechter als projektiert Dimensionierung / Inbetriebnahme mangelhaft Nachtkühlung ist eine effiziente Möglichkeit um Stagnation zu vermeiden und Kosten für den Energiespeicher einzusparen
15 Brauerei GÖSS Solarunterstützter Maischprozess 1.500m² (brutto) Flachkollektorfeld, bodenmontiert 200m³ Heißwasser-Energiespeicher, druckbehaftet Kommissioniert: Juni ,6 Mio. Krügerl Bier pro Jahr gebraut mit der Energie der Sonne* * Annahme: 60 MJ thermischer Energiebedarf pro hl Bier in der Brauerei Göss
16 Projektstatus VALENCIA Eckdaten Demoanlage VALENCIA Solargestütztes Pasteurisieren von Bier 1.620m² (brutto) Flachkollektorfeld, bodenmontiert 350m³ druckloser (atmosphärischer) Energiespeicher geplante Inbetriebsetzung: Frühling ,6 Millionen Krügerl Bier jährlich gebraut mit Energie aus der Sonne* * assuming 70 MJ thermal energy consumption per hl of beer in the brewery Valencia
17 Projektstatus VALENCIA Prozessintegration SOLAR Nachrüsten eines Wasser/Wasser WÜT zur Erwärmung eines Teilmassenstromes im Sprühkreis Tunnelpasteur (Dosen) Dampf Rohrbündel-WÜT
18 Projektstatus VIALONGA Solarunterstützte Trocknung von Grünmalz 4.725m² (brutto) Flachkollektorfeld, bodenmontiert 400m³ atmosphärischer Energiespeicher Geplante Inbetriebnahme: Frühling ,6 Mio. Tonnen Malz pro Jahr getrocknet mit der Energie der Sonne* Basis für 40 Mio. Krügerl Bier** * Annahme: 3,1 MJ thermischer Energiebedarf pro Tonne Malz in Vialonga ** Annahme 18 kg Malz pro hl Bier
19 Mälzerei Vialonga - Portugal Eckdaten 4.332m² Flachkollektoren 450m³ Energiespeicher Solare Wärmeintegration Trocknung von Grünmalz Prozesstemperatur: C (Stufe 1 - Schwelken) Versorgungstemperatur: 80 C Lastprofil: Mo So durchgehend, allerdings 18 Stunden Batch-Prozess auf unterschiedlichen Temperaturniveaus Highlights Erweiterung der kaskadischen Energieversorgung um einen Wasser / Luft Wärmeübertrager
20 Projektstatus VIALONGA Prozessintegration SOLAR Nachrüsten einer solaren Vorwärmstufe (Wasser / Luft WÜT) Erweiterung der kaskadischen Energieversorgung
21 Wärmetauscher Dampf Stufe II Stufe I Mälzerei Vialonga - Portugal Solare Wärmeintegration Wärmetauscher KWK Stufe IV Stufe III Stufe II m³/h
22 Zusammenfassung und Ausblick Projektbudget im veranschlagten Rahmen => Wirtschaftlichkeitsziel (Amortisation < 10 Jahre inkl. Förderung) für alle drei Demoanlagen realistisch Performance der thermischen Solaranlage in Goess beim Betriebsmodus Maischen entspricht den Planwerten (vorläufige Messdatenanalyse auf Tagesbasis) Ausblick: Fertigstellung aller drei Demoanlagen mit Frühling 2015 und einjähriges Monitoring
23 SOLARBREW SOLAR BREWING THE FUTURE VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!
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