Anpassung der Lastprofilen nach deutschen Normen für die Auslegung Mini-BHKW in Kasachstan. Dr.-Ing. Nassipkul Dyussembekova

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1 1 Anpassung der Lastprofilen nach deutschen Normen für die Auslegung Mini-BHKW in Kasachstan Dr.-Ing. Nassipkul Dyussembekova Februar 2018, TU Graz, Österreich

2 Deutschland und Kasachstan Deutschland Kasachstan Fläche km km 2 Einwohnerzahl ca. 82 Millionen ca. 18 Millionen Bevölkerungsdichte 230 Einwohner pro km 2 6,6 Einwohner pro km 2 ca km ca km Quelle:

3 Öffnung des Industrie-wissenschaftlichen Zentrums (PSC1) 3 Das Projekt wird von der Weltbank mit dem Name "Ressourcenschonung, erneuerbare Energien und Gasnutzung" geförderten. Weitere Projektanforderungen sind unten dargestellt.

4 Elektrische Netze von Deutschland und Kasachstan

5 Gliederung 1. Ziel und Motivation 2. Lastprofile der Netze und Mehrfamilienhäuser 3. Integration der Mini-Blockheizkraftwerke 4. Lastflussberechnungen 5. Zusammenfassung

6 Gliederung 1. Ziel und Motivation 2. Lastprofile der Netze und Mehrfamilienhäuser 3. Integration der Mini-Blockheizkraftwerke 4. Lastflussberechnungen 5. Zusammenfassung

7 Ziel Ist die Integration von Mini-BHKW in die Niederspannungsnetze von Deutschland und Kasachstan sinnvoll? Untersuchung des Zustandes der Netze ohne Mini-BHKW Energieerzeugung durch Mini- BHKW Untersuchung der Einflüsse der Mini-BHKW auf die Netze

8 Motivation Zunahme dezentraler Erzeuger im Niederspannungsnetz Erhöhung des Energiebedarfs um 10 bis 12 % pro Jahr in Kasachstan ist zu erwarten (KEGOC) Minimierung der Netzverluste, da Verluste meist im ländlichen Netz bis zu 15 % auftreten (Stadtwerke Karagandy)

9 Untersuchungskomponente Aufbau der Untersuchung zur Integration der Mini-BHKW in die Netze durch Lastflussberechnungen Netz Verbraucher Dezentraler Erzeuger Netzdaten Lastprofile Thermische Lastprofile Verbraucherdaten Rahmenbedingungen Erzeugungsplan

10 Gliederung 1. Ziel und Motivation 2. Lastprofile der Netze und Mehrfamilienhäuser 3. Integration der Mini-Blockheizkraftwerke 4. Lastflussberechnungen 5. Zusammenfassung

11 Das untersuchte städtische Niederspannungsnetz von Deutschland kv Die Summe der Leitungslängen im Kabelnetz beträgt 1,9 km

12 Das untersuchte ländliche Niederspannungsnetz von Kasachstan kv Die Summe der Leitungslängen im Freileitungsnetz beträgt 3,9 km

13 Vergleich der gemessenen elektrischen und standardisierten Lastprofile 240 W Elektrische Leistung Standardisierte Lastprofile, Winter, Sonntag 0 Gemessene Lastprofile, Winter, Sonntag 0:00 6:00 12:00 18:00 hh:mm 24:00 Zeit

14 Thermische Lastprofile für ein MFH nach VDI kw Thermische Leistung :00 6:00 12:00 18:00 Zeit hh:mm 24:00

15 Vergleich der Temperatur 25 C 20 Fichtelberg Almaty Temperatur 5 0 Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sep Okt Nov Dez Jahr

16 Gliederung 1. Ziel und Motivation 2. Lastprofile der Netze und Mehrfamilienhäuser 3. Integration der Mini-Blockheizkraftwerke 4. Lastflussberechnungen 5. Zusammenfassung

17 Integration der Mini-Blockheizkraftwerke Pufferspeicher Gaskessel Abgas Wärme Brennstoff Motor Generator Strom Mini-BHKW

18 Thermische Lastprofile eines MFH und Erzeugungsplan eines Mini-BHKW 30 kw Thermische Lastprofile Thermische Energieerzeugung eines Mini-BHKW 24 Thermische Leistung :00 6:00 12:00 18:00 Zeit hh:mm 24:00

19 Zustand des Pufferspeichers Thermische Energieerzeugung 30 kw Thermische Energieerzeugung Energieinhalt des Pufferspeichers 30 kwh Energieinhalt des Pufferspeichers 0 0:00 6:00 12:00 18:00 Zeit hh:mm 0 24:00

20 Untersuchungskomponente Aufbau der Untersuchung zur Integration der Mini-BHKW in die Netze durch Lastflussberechnungen Netz Mehrfamilienhaus Mini- Blockheizkraftwerk Netzdaten Lastprofile MFH Daten Thermische Lastprofile Rahmenbedingungen Erzeugungsplan

21 Gliederung 1. Ziel und Motivation 2. Lastprofile der Netze und Mehrfamilienhäuser 3. Integration der Mini-Blockheizkraftwerke 4. Lastflussberechnungen 5. Zusammenfassung

22 Lastverteilung im Niederspannungsnetz Mittelspannungsnetz P=-159,1 kw MS Transformator NS 1 2 N NS N 1 WE P=8,0 kw 3 WE P=24,0 kw 13 WE P=104,0 kw Der Verlauf der Spitzenlastanteile des Netzes ist abhängig von der Anzahl der Wohneinheiten und deren Spitzenlasten: PSNetz ( n) = g( n)* PS * n g(n) Gleichzeitigkeitsfaktor P S Spitzenleistung der Wohneinheit, kw n Anzahl der Wohneinheiten in der Siedlung Quelle: Kaufmann

23 Lastflussberechnungsprinzip Netzdaten Wirk- und Blindleisung der Verbraucher Eingabe der Daten Daten der Transformator und Leitungen Lastprofile des Netzes Newton-Raphson-Methode (Jacobi-Matrix J) Spannung an Knoten Phasenwinkel an Knoten Lastprofile der Mini-BHKW Ergebnisse der Lastflussberechnungen Wirk- und Blindleistung an Leitungen Netzverluste

24 Gliederung 1. Ziel und Motivation 2. Lastprofile der Netze und Mehrfamilienhäuser 3. Integration der Mini-Blockheizkraftwerke 4. Lastflussberechnungen 5. Zusammenfassung

25 Zusammenfassung Deutschland Kasachstan Ist die Integration der Mini-BHKW in die Niederspannungsnetze von Deutschland und Kasachstan sinnvoll? Ja Die Übergabeleistung im Netz wird verringert. Bei Netzverlusten und Spannungshaltung erfolgt keine große Veränderung. Ja Die Übergabeleistung und Netzverluste werden verringert. Aber In diesem Fall müssen zusätzliche Veränderungen der Netzstruktur durchgeführt werden. Jedes Netz soll individuell betrachtet werden.

26 Назарларыңызға Рахмет! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr.-Ing. Nassipkul Dyussembekova (PhD) SATBAYEV UNIVERSITY Associate Professor Head of the department Power Engineering" Tel.: +7(727) Mob.:

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