Varianten der Wärme- und Stromproduktion aus Brennstoffen V

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Adolf Heintze
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1 Dr. Martin Zogg WKK_StromV1.MCD / Seite 1 Varianten der Wärme- und Stromproduktion au Brenntoffen V Berechnungannahmen zu produzierende elektriche Leitung : 25kW zu produzierende Wärmeleitung Qt : 100kW mittlere Leitungzahl Wärmepumpe εm : 3.5 Geamtwirkunggrad WKK ηtotwkk : 0.90 elektricher Wirkunggrad WKK : 0.35 Übertragungwirkunggrad Ortnetz ηüwkk : elektricher Wirkunggrad de Kombikraftwerk : 0.58 Übertragungwirkunggrad Fernleitungen ηükk : Keelnutzunggrad : 0.95 Maximale Stickoxidemiionen nach der Luftreinhalteverordnung auf die Feuerungwärme bezogene maximale Stickoxidemiionen au Verbrennung.mcd (Näherung für reine Methan al Brenntoff) WKK mit Verbrennungmotor m NOxWKK Kombikraftwerk mit Gaturbine m NOxKK Heizkeel m NOxK Maximale Kohlenmonoxidemiionen nach der Luftreinhalteverordnung auf die Feuerungwärme bezogene maximale Stickoxidemiionen au Verbrennung.mcd (Näherung für reine Methan al Brenntoff) : : : WKK mit Verbrennungmotor m COWKK : Kombikraftwerk mit Gaturbine m COKK : Heizkeel m COK :

2 Dr. Martin Zogg WKK_StromV1.MCD / Seite 2 1. Kombikraftwerk und Keel Wärmeproduktion mit Heizkeel zur Produktion der geforderten Wärmeleitung benötigte Brenntoffleitung P BK : Qt P BK kw erzeugter Stickoxidmaentrom Mt NOxK : P BK m NOxK Mt NOxK erzeugter Kohlenmonoxidmaentrom Stromproduktion mit Kombikraftwerk Mt COK : P BK m COK Mt COK zur Produktion der geforderten elektrichen Leitung benötigte Brenntoffleitung erzeugter Stickoxidmaentrom Mt NOxKK : erzeugter Kohlenmonoxidmaentrom Mt COKK : P BKK m COKK P BKK : P BKK 43.1 kw P BKK m NOxKK Mt NOxKK Mt COKK Geamtbrenntoffleitung : P BK P BKK kw : Qt (1) Geamttickoxidemiion Mt NOx1 : Mt NOxK Mt NOxKK Geamtkohlenmonoxidemiion Mt CO1 : Mt COK Mt COKK Mt NOx Mt CO

3 Dr. Martin Zogg WKK_StromV1.MCD / Seite 3 2. WKK für ganze Stromproduktion, Keel für Retwärme WKK-Anlage benötigte Brenntoffleitung P BWKK : P BWKK 71.4 kw Stickoxidemiion Mt NOxWKK : P BWKK m NOxWKK Mt NOxWKK Kohlenmonoxidemiion Mt COWKK : P BWKK m COWKK Mt COWKK produzierte Wärmeleitung ηtotwkk Qt WKK P BWKK Qt WKK : ηtotwkkp BWKK Qt WKK 39.3 kw Keel durch Keel noch zu deckende Retwärmeleitung Qt K : Qt Qt WKK Qt K 60.7 kw zur Produktion dieer Retwärmeleitung benötigte Brenntoffleitung P BK : Qt K P BK 63.9 kw Stickoxidemiion Mt NOxK : P BK m NOxK Mt NOxK Kohlenmonoxidemiion Mt COK : P BK m COK Mt COK Geamtbrenntoffleitung P B2 : P BWKK P BK P B kw

4 Dr. Martin Zogg WKK_StromV1.MCD / Seite 4 P B2 : Qt ηtotwkk (2) Geamttickoxidemiion Mt NOx2 : Mt NOxK Mt NOxWKK Geamtkohlenmonoxidemiion Mt CO2 : Mt COK Mt COWKK Mt NOx Mt CO WKK-WP im Stromgleichgewicht und WKK für zuätzliche Stromproduktion Stromproduktion WKK benötigte Brenntoffleitung Stickoxidemiion Kohlenmonoxidemiion Mt NOxWKK : Mt COWKK : produzierte Wärmeleitung P BWKK : P BWKK m NOxWKK P BWKK m COWKK P BWKK 71.4 kw Mt NOxWKK Mt COWKK Qt WKK : ηtotwkkp BWKK Qt WKK 39.3 kw Wärmeproduktion mit WKK-WP-Sytem im Stromgleichgewicht mit WKK-WP zu deckende Retwärme Qt R : Qt Qt WKK Qt R 60.7 kw

5 Dr. Martin Zogg WKK_StromV1.MCD / Seite 5 Au WKK_WP1.mcd, Gl.(5) mit vernachläigbarem Wärmeverteilungverlut (eta_wv 1) Qt R ( ηüwkkεm 1) ηtotwkk P BWKKWP nach der Brenntoffleitung aufgelöt P BWKKWP : Qt R ηüwkkεm ηtotwkk P BWKKWP 34.8 kw Stickoxidemiion Mt NOxWKKWP : Kohlenmonoxidemiion Mt COWKKWP : P BWKKWP m NOxWKK P BWKKWP m COWKK Mt NOxWKKWP Mt COWKKWP Geamtbrenntoffleitung P B3 : P BWKK P BWKKWP P B kw P B3 : Qt ηtotwkk ηüwkkεm ηtotwkk (3) Geamttickoxidemiion Mt NOx3 : Mt NOxWKK Mt NOxWKKWP Geamtkohlenmonoxidemiion Mt CO3 : Mt COWKK Mt COWKKWP Mt NOx Mt CO Kombikraftwerk-WP für ganze Wärmeproduktion Stromproduktion mit Kombikraftwerk zur Produktion der geforderten elektrichen Leitung benötigte Brenntoffleitung

6 Dr. Martin Zogg WKK_StromV1.MCD / Seite 6 Stickoxidemiion Mt NOxKK : Kohlenmonoxidemiion Mt COKK : P BKK m COKK P BKK : P BKK m NOxKK P BKK 43.1 kw Mt NOxKK Mt COKK Wärmeproduktion nur mit Wärmepumpen und Strom au Kombikraftwerk Au WKK_WP1.mcd, Gl.(5) mit vernachläigbarem Wärmeverteilungverlut (eta_wv 1) P BKKWP : Qt ηükkεm P BKKWP : Qt ηükkεm P BKKWP 53.3 kw Stickoxidemiion Mt NOxKKWP : Kohlenmonoxidemiion Mt COKKWP : P BKKWP m NOxKK P BKKWP m COKK Mt NOxKKWP Mt COKKWP Geamtbrenntoffleitung P B4 : P BKK P BKKWP P B kw P B4 : Qt ηükk ε m η elkk P B kw Geamttickoxidemiion Mt NOx4 : Mt NOxKK Mt NOxKKWP Geamtkohlenmonoxidemiion Mt CO4 : Mt COKK Mt COKKWP Mt NOx Mt CO

7 Dr. Martin Zogg WKK_StromV1.MCD / Seite 7 Relativer Brenntoffbedarf für die 4 Fälle der Wärme- und Stromproduktion (Bezug auf den chlechteten Fall 1) Erparni P B2 φ2 : φ φ % P B3 φ3 : φ φ % P B4 φ4 : φ φ % Relative NOx-Emiionen für die 4 Fälle der Wärme- und Stromproduktion (Bezug auf den Fall 1) Erparni () / Mehrproduktion (-) Mt NOx2 ψ2 : ψ ψ % Mt NOx1 ψ3 : Mt NOx3 Mt NOx1 ψ ψ % ψ4 : Mt NOx4 Mt NOx1 ψ ψ % Relative CO-Emiionen für die 4 Fälle der Wärme- und Stromproduktion (Bezug auf den Fall 1) χ2 : Mt CO2 Mt CO1 χ Erparni () / Mehrproduktion (-) 1 χ % χ3 : Mt CO3 Mt CO1 χ χ % χ4 : Mt CO4 Mt CO1 χ χ %

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