KWK kann s besser. Was ist Kraft-Wärme-Kopplung? Folie 1

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1 Was ist Kraft-Wärme-Kopplung? Folie 1

2 Grundprinzip Effizienz Wirkungsgrad Getrennte Energieerzeugung Strom und Wärme werden unabhängig voneinander in getrennten Prozessen erzeugt (Kraftwerk oder Heizkessel) Weniger effizient, weil Abwärme bei der Stromerzeugung über Kühltürme ungenutzt in die Atmosphäre oder Gewässer gebracht wird. Kraft-Wärme-Kopplung Strom und Wärme werden in einem Prozess erzeugt, z.b. im Heizkraftwerk (gekoppelte Fernwärme) oder BHKW Effizienter, weil Abwärme bei der Stromerzeugung z.b. für Heizung oder Warmwasserversorgung genutzt wird % der in Kraftwerken 80-90% der eingesetzten Primärenergie verwendeten Primärenergie (Kohle, kommt beim Verbraucher an. Gas, Öl) kommen beim Verbraucher an. Energieverluste 40-70% 10-20% Vorteile von KWK Geringerer Ressourcenverbrauch, weniger CO 2 -Emissionen, effiziente Energieversorgung, weniger Gesamtkosten Aufgaben 1.Wie funktioniert KWK? Erklärt mit Hilfe der Grafik aus Folie 1 das KWK-Prinzip 2.Bei welchen Brennstoffen handelt es sich um fossile Energieträger, bei welchen um regenerative? Erklärt den Unterschied Vergleich: Energieerzeugung getrennt / gekoppelt Folie 2

3 Vergleich: Energieerzeugung getrennt / gekoppelt Grafik Folie 3

4 Der Wirkungsgrad einer KWK-Anlage ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen zugeführter Energie und genutzter oder abgeführter Energie, also dem Verhältnis zwischen Brennstoffverbrauch und Strom- und Wärmeerzeugung Wirkungsgrad ŋ = Strom+Wärme in kwh x 100 % Brennstoffverbrauch in kwh Die Differenz zwischen zugeführter Energie und genutzter Energie ist der Energieverlust, dieser tritt meistens als Wärmeverlust in Erscheinung. Rechenbeispiele Kraft-Wärme-Kopplung Getrennte Energieerzeugung Um 28 kwh Strom und 62 kwh Wärme zu erzeugen, muss man in einer KWK-Anlage 100kWh Primärenergie, z.b. Biogas, verbrennen. Aufgabe: Vergleicht die beiden Beispiele rechts und berechnet, wie viel % Energie durch KWK eingespart werden kann. Bei getrennter Erzeugung von Strom im Kraftwerk und Wärme in einem Heizkessel benötigt man für die gleiche Menge Strom 80 kwh Primärenergie und für die gleiche Menge Wärme zusätzlich 73 kwh Primärenergie Wie hoch ist der Wirkungsgrad in Prozent? ŋ = ŋ elektrisch (Strom) = ŋ thermisch (Wärme) = ŋ gesamt = Wie hoch ist der Wirkungsgrad insgesamt? Wirkungsgrad einer KWK-Anlage Folie 4

5 Große Heizkraftwerke (zentrale Versorgung) mit Leistungen von bis zu mehreren 100 Megawatt, versorgen Fernwärmenetze und große Industriebetriebe, z.b HKW-West, Brennstoff: Kohle Leistung elektrisch: 223 MW thermisch: 360 MW Mittlere KWK-Anlagen (dezentrale Versorgung) mit Leistungen im mehrstelligen Kilowatt- und unterem Megawatt- Bereich, versorgen Wohngebiete, Gewerbe u. öffentl. Einrichtungen, z.b. BHKW Wöhlerschule, Brennstoff: Erdgas Leistung elektrisch: 107 kw thermisch: 205 kw Kleine KWK-Anlagen (dezentrale Versorgung) mit Leistungen im Kilowatt- Bereich,versorgen einzelne Gebäude, Mini-/ Mikroanlage Brennstoff: meist Erdgas Leistung elektrisch: 1,0-5,0 kw thermisch: 3,25-12,5 kw Größenordnungen von verschiedenen Anlagen Folie 5

6 1. Findet heraus, wie hoch der Energieverbrauch eurer Schule ist. Helfen können euch hierbei der Hausverwalter oder die Angaben des Energieausweises eurer Schule. Energiedaten zu eurer Schule findet ihr im Internet unter "Energiecontrolling". 2. Wie wird eure Schule mit Wärme und Strom versorgt? Besucht mit dem Hausverwalter die Heizungsanlage. 3. Diskutiert, ob und welche KWK-Anlage für eure Schule sinnvoll wäre. Berücksichtigt dabei auch, wie viel Energiekosten ihr durch KWK einsparen könntet. Informiert euch zu Fördermöglichkeiten. Verbrauch in einer Schule mit 500 Schülern in kwh/a Wärme Strom Verbrauch in eurer Schule mit Schülern in kwh/a Kreuzt an: Wärme- und Stromerzeugung unserer Schule Gaszentralheizung Fotovoltaikanlage Heizölkessel Strom aus dem öffentlichen Netz Fernwärme Ökostrom BHKW BHKW Thermische Solaranlage Windkraft-Kleinanlage Sonstiges... Sonstiges... Der Energieverbrauch: KWK für unsere Schule? Folie 6