Regenerative Kraft-Wärme-Kopplung

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1 Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig Leipzig University of Applied Sciences Regenerative Kraft-Wärme-Kopplung Forschungsprojekt EDEV: Energiesparendes dezentrales EnergieVersorgungssystem Fakultät Maschinenbau und Energietechnik fbme.htwk-leipzig.de 1

2 Pilotprojekt EDEV - Kooperationspartner Projektverantwortlicher: Dipl.-Ing. (FH) M. Preißner Marek.Preissner@vng.de & Projektverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. M. Kubessa Fachgebiet: Ver- und Entsorgungstechnik Kubessa@me.htwk-leipzig.de 2

3 Ziele des Kooperationsprojekts Vision: 100% Stromeigennutzung durch modulierende Fahrweise und Speichertechnologie Eigenstromdeckung erhöhen CO 2 -Austoß durch optimierte Fahrweise reduzieren Primärenergieeinsparung bei der Wärme- und Strombereitstellung Energiekosten senken Entlastung der Stromnetze Entwicklung eines Energiemanager für verschiedene Anlagenkonfigurationen Ganzheitliche Versorgung mit Wärme und Strom 3

4 Energiebedarfsverteilung BRD kontra Vision 100% Eigenstromnutzung 4

5 Anlagenvernetzung Pilotprojekt EDEV Heizpatrone Gastherme Strom-/ und Wärmemengenzähler BHKW Wechselrichter Sunny Island Batterielademanager Wettermessdaten Energiemanager Linux Rechner PV Anlage Wechselrichter Webinterface Grafikinterface Messdaten Steuerbare Schnittstellen Herzstück Energiemanager (EM) 5

6 Energiemanager als Kommunikationseinheit Quelle: Quelle: Quelle: Quelle: Quelle: Quelle: 6

7 Gebäudekenndaten Pilotprojekt EDEV 100 m² Wohnfläche 2 ½ Personenhaushalt Geringer Komfortanspruch 1963 Baujahr, Ziegelbau, Dach gedämmt 15 kw Heizlast kwh/a Strom kwh/a Wärme 7

8 Herausforderung an die Energieerzeugung 15 kw Heizlast (100%) P th,min = 8 kw (55%) Saisonales Defizit Zugriff:

9 Fahrweisen KWK Anlagen auf dem Prüfstand stromgeführt Intelligent dynamisch Fahrweisen wärmegeführt stromoptimiert 9

10 Weg zur intelligenten Regelung 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, :00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 10:00:00 12:00:00 14:00:00 16:00:00 Elektroenergie in [kw] 18:00:00 20:00:00 22:00:00 Stromverbrauch und -erzeugung Pilotprojekt EDEV Verbrauch Verbrauch Gesamt Gesamt Erzeugung Erzeugung BHKW BHKW Erzeugung Verbrauch -- Gesamt BHKW PV Erzeugung Batterie -- PV Erzeugung Erzeugung - Ladung PV PV Batterie - Entladung Ladung Uhrzeit in [h]

11 Grundgedanken zur intelligenten Regelung Grundfragen: Wieviel Intelligenz ist notwendig? Soviel wie nötig, so wenig wie möglich? Regelung der Energieerzeuger erfolgt über Logikverknüpfungen - wenn und dann- Winter- / Sommervorrangsregelung der Erzeuger Anlagenfahrweise erfolgt mit prognostizierten Wetterdaten und Verbrauchswerten Differenzierung zwischen ökologischer und ökonomischer Fahrweise selbstlernende Regelung, die sich dem Verbrauchsverhalten anpasst 11

12 Simulierte Energieeinspareffekte durch die intelligente Regelung Vergleich Endenergieverbrauch - Gas -3 Winterwochen Gasverbrauch in [kwh] ca. 10% Einsparung Wärmegeführt BHKW/ Gastherme Intelligentgeführt BHKW/ Gastherme 12

13 Intelligente Regelung und die Vision 100% Eigenstromdeckung Vergleich Stromverkauf -3 Winterwochen- Vergleich Stromeinkauf -3 Winterwochen- Strom in [kwh] Strom in [kwh] Wärmegeführt Intelligent Wärmegeführt Intelligent 13

14 EDEV in der Praxis Wirtschaftlichkeit Zusätzlich plus 10% Einsparung durch EDEV ca. 40% Reduktion verbrauchsgebundener Kosten 14

15 Potential EDEV EDEV-System mit Energiemanager (EM) und Speichertechnologie erhöht die Eigenstromnutzung EM als Kommunikationsschnittstelle zwischen Energieerzeugeranlagen EM mit Regelalgorithmus macht Bestandsanlagen intelligenter Regealgorithmus adaptierbar für jegliche Art von Energieerzeugungsanlagen Anlagenmonitoring mit Visualisierung und Fernzugriff 15

16 Projektablauf EDEV Aufgaben- & Zeitplan 16

17 Projektteam 17

18 Bilder Pilotprojekt - vorher 18

19 Regenerative Kraft-Wärme-Kopplung Bilder Pilotprojekt - nachher 19

20 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Homepage: Ansprechpartner/ -Adresse Martin Bauer M.Eng./ Dipl.-Ing.(FH) Florian Müller M.Eng./ Prof. Dr.-Ing. Michael Kubessa/ Dipl.-Inf. Andreas Amann/ Dipl.-Ing.(FH) Andre Schob M.Eng./ 20