Dezentrale Energiewandlung und speicherung in Stadtquartieren
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- Matilde Esser
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1 Dezentrale Energiewandlung und speicherung in Stadtquartieren Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller, Dipl.-Ing. Jan Schiefelbein Werkstattgespräch Die Energiewende von unten, EBC Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate
2 Gesamtsystem Gebäude Bestandsgebäude Optimiert Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 2
3 Bivalentes BHKW Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 3
4 Leistung / kw Auslegung anhand Jahresdauerlinie Typische KWK Auslegung Zeit / h Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 4
5 Monovalentes BHKW Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 5
6 Beispielhafte Einsparung bivalent monovalent Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 6
7 Taktzahlen Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 7
8 Gesamtsystem Gebäude Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 8
9 Gesamtsystem Stadtquartier Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 9
10 Beispiel Nahwärmenetz Nahwärmenetz mit BHKW als Haupt-Wärmeerzeuger Lukas-Cranach-Str. in Bottrop 19 Wohngebäude 1 bis 8 Mietparteien Baujahre Grundflächen m² Heizleistung 500,0 kw Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 10
11 Modellierung und Simulation BHKW-Modell Kennlinienmodell Netz-Modell Physikalische Modelle Hausmodelle Tabellenbasiert Physikalische Modelle Warmwasserbedarf Wahrscheinlichkeitsverteilungen Lukas-Cranach-Str. BHKW Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 11
12 Jahresdauerlinie anhand Haussimulationen BHKW: 120 kw (therm. Leistung); Pufferspeichervolumen 8m³ Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 12
13 Dynamische Simulation des Gesamtsystems Untersuchung verschiedener Umwandlungs- und Speichertechniken Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 13
14 Bereitgestellte Energiemenge / Mwh/a Ergebnisse BHKW Wärmeerzeugung Kessel Wärmeerzeugung BHKW Stromerzeugung Nahwärmenetz Dezentrale Speicher / Zentrales BHKW Zentraler Speicher / Zentrales BHKW Dezentrale BHKW Dezentrale Heizkessel Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 14
15 Fallbeispiel: Bottrop, Welheimer Mark Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 15
16 Fallbeispiel: Bottrop, Welheimer Mark Reduktion CO2-Emissionen (50% bis 2020) Synergieeffekte (Arbeit Wohnen) Energie- und Last-management ermöglichen Hoher thermischer Komfort Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 16
17 Energieverbrauch Optionen Ist-Zustand Soll-Zustand Abwärmenutzung KWK / WP / Th. Speicher Solarthermie / PV Sanierung / Modernisierung; Biomasse; El. Speicher Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 17
18 Szenarien (1) Abwärmenutzung Firma A Prozesswärme Abwärmepotential Therm. Speicher Firma B Heizwärmebedarf Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 18
19 Szenarien (1) Abwärmenutzung Firma C Abwasser (Nutzbares Temperaturniveau) Wärmepumpe Firma D Heizwärmebedarf Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 19
20 Szenarien (1) Abwärmenutzung Firma A Prozesswärme Abwärmepotential Therm. Speicher Firma B Heizwärmebedarf Firma C Abwasser (Nutzbares Temperaturniveau) Wärmepumpe Firma D Heizwärmebedarf Dezentrale Energiewandlung und -speicherung in Stadtquartieren Dirk Müller Folie 20
21 Szenarien (2) KWK / WP -Verbund PV Therm. Speicher Industrie Elektr. Netz KWK Wärmepumpe Wohnhaus Wohnhaus EON ERC Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller Folie 21
22 Szenarien (2) Hohe Verfügbarkeit erneuerbarer Energien Therm. Speicher PV Industrie Elektr. Netz KWK / WP -Verbund KWK Wärmepumpe Wohnhaus Wohnhaus EON ERC Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller Folie 22
23 Szenarien (2) KWK / WP -Verbund KWK Wohnhaus Wärmepumpe Niedrige Hohe Verfügbarkeit erneuerbarer Energien Therm. Speicher PV Industrie Elektr. Netz Wohnhaus EON ERC Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller Folie 23
24 Szenarien (2) Niedrige Hohe Kombination Verfügbarkeit mit erneuerbarer Abwärmenutzung Energien Therm. Speicher Elektr. Netz PV Industrie KWK / WP -Verbund KWK Wärmepumpe Abwärme Wohnhaus Wohnhaus EON ERC Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller Folie 24
25 Vielen Dank Prof. Dr.-Ing. Dirk Müller, Dipl.-Ing. Jan Schiefelbein Werkstattgespräch Die Energiewende von unten, EBC Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate
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