Cupasol GmbH. Produktübersicht. Solarthermie. Saisonale Wärmespeicher. Wärmespeicher

Transkript

1 Wärmespeicher Cupasol GmbH Saisonale Wärmespeicher - eine Lösung zur Steigerung des Wärmeverkaufs Referent: Dr. Thomas Eckardt Home-Office: Hauptstrasse 34, Rudersdorf Telefon: t.eckardt@cupasol.com S 1 Produktübersicht Saisonale Wärmespeicher Solarthermie Überschusswärme aus Biogas-Anlagen Industrieproduktion Erdgas-BHKW s Negative Regelenergie Solarthermisches Heizwerk Solarwärme- Carport konventionelle Systeme S 2

2 besondere Eigenschaften des saisonalen Wärmespeichers Bauwerk aus funktionalen Schichten (Spannbetonwand, Dampfsperre, Isolation) Speichermedium Wasser druckloser Betrieb zylindrische Bauform allseitig isoliert oberirdisch, freistehend Speichertemperatur bis ca. 95 C geschlossenes System, Wasser bleibt im Speicher Wärmetauscher für Be- und Entladung der Wärmeenergie Versorgungsgarantie: große Wärmemenge Wärmelieferung beim Ausfall des BHKW, Anschluss einer Zusatzheizquelle (z. B. Hot-Box, Ausfallkessel) beliebige Größen von 1 m³ bis 1. m³ oder mehr realisierbar S 3 Nutzen des saisonalen Wärmespeichers Saisonale Speicherung von Wärmeüberschüssen Erhöhung der Wärmenutzbarkeit bei unverändertem Primärenergieeinsatz Erhöhung der Erlöse des Wärmeverkaufs Wärme speicher Wärme speicher S 4

3 Biogasanlagen (BGA) in Thüringen ca. 24 BGA in Thüringen : ca. 35 BGA mit kw el gebaut Biomasse häufig: 7-8 % Gülle, Mist, Silage Wärme Gülle + Fermenter im Winter (gut isoliert): ca. 7 kw th Wärmenutzung nach Fermenter: häufig < 2 % S 5 BGA und große Wärmespeicher > 5 m³ Baden-Württemberg (Emmingen): 2 BGA (89 kw el ), saisonaler Wärmespeicher mit 1 m³, 15 Haushalte, 35 MWh Verbrauch Betrachtung heute: kleine BGA mit 25 kw el Zusätzliche Innovationsförderung in Thüringen für die Variante kleine BGA mit 25 kw el und saisonaler Wärmespeicher mit 3 m³ für landwirtschaftliche Betriebe möglich Vergleich der Wärmenutzung über ein Nahwärmenetz zur Versorgung von wenigen (Variante: WS 5 m³) und vielen (Variante: saisonaler Wärmespeicher mit 3 m³) Haushalten in der Gemeinde S 6

4 Systemschema Biogasanlage mit BHKW und Nahwärmenetz Standard-System mit Versorgungsgarantie Verbrauchern: Haushalte (Raumheizung + Trinkwassererwärmung) kleine BGA mit 25 kw el und WS 5 m³ WS 5 m³ S 7 Wärmenutzung Standard 67 MWh, BHKW 25 kw el, 2 kw th, WS 5 m³ Wärmenutzung, BHKW-Leistung in kw Wärmenutzung Standard (2 kw + WS 5 m³) 2 kw BHKW Gesamtwärmemenge:86 MWh = 39 % Wärmenutzung (unter grüner Kurve, Kunde: 67 MWh) Raumheizung:57 MWh Warmwasser (1 MWh) + Netz-(17 MWh) + Wärmespeicherverluste (2 MWh) Stunden S 8

5 Systemschema Biogasanlage mit BHKW, Nahwärmenetz und saisonalem WS Optimiertes System mit Versorgungsgarantie Verbrauchern: Haushalte (Raumheizung + Trinkwassererwärmung) kleine BGA mit 25 kw el + saisonaler Wärmespeicher mit 3 m³ WS 3 m³ S 9 Wärmenutzung optimiert 14 MWh, BHKW 25 kw el, 25 kw th, WS 3. m³ Wärmenutzung, BHKW-Leistung in kw Wärmenutzung optimiert (25 kw + WS 3 m³) BHKW-Leistung Wärmemenge vomwärmespeicher:275 MWh (Wärmekapazität WS: ca. 17 MWh --> 1,6-fache Nutzung) Gesamtwärmemenge:1.87 MWh = 85 % Wärmenutzung (unter blauer Kurve, Kunde: 14 MWh) Raumheizung:1.19 MWh Warmwasser (21 MWh) + Netz-(35 MWh) + Wärmespeicherverluste (12 MWh) Stunden S 1

6 Wärmenutzung optimiert 14 MWh, BHKW 25 kw el, 25 kw th, WS 3. m³ Wärmenutzung, BHKW-Leistung in kw Wärmenutzung BHKW-Leistung Wärmespeicher Temperatur im Wärmespeicher in C Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun 17,52 35,4 52,56 7,8 15,12 122,64 14,16 87,6 157,68 192,72 21,24 227,76 175,2 245,28 28,32 262,8 297,84 315,36 332,88 367,92 35,4 385,44 42,96 42,48 455,52 473,4 49,56 58,8 543, ,6 56,64 578,16 595,68 63,72 648,24 665,76 613,2 683,28 718,32 7,8 735,84 753,36 77,88 85,92 823,44 788,4 84,96 858,48 893,52 911,4 928,56 946,8 981,12 116, ,6 998,64 133,68 168,72 186,24 113,76 151,2 1121, , ,8 1173, ,36 128, , , ,4 1278, , , ,4 1366, ,8 1419, ,6 1436, , ,68 156, , , ,2 1559, , ,8 1611, , , , ,4 1699, , , , ,4 184, ,8 1857, ,6 1874, ,16 199, , , ,2 1979, ,28 232,32 249,84 214,8 267,36 284, , ,44 212,4 2154, ,48 227, ,4 2242,56 226, , , ,6 233, , ,72 24, ,2 2417, ,28 247, ,8 2487,84 255, , , , ,96 254,4 261, , ,4 268, ,8 2733, ,6 275, , , ,24 282, ,76 283,2 2873,28 298,32 289,8 2925, ,36 296, ,92 313, ,4 33,96 348,48 383,52 311,4 3118, ,8 3171, ,6 3188,64 326, , , , ,2 3293, , , , ,8 3381, , , , ,4 3468, , , ,4 3556, , , ,6 3626, , , , ,2 3714, , , , ,8 381, , , , ,44 396, ,4 3924, , ,4 3994,56 412,8 447, ,64 429,6 482,16 499, , , ,2 4152, , ,32 424,8 4239, , ,88 439, , ,4 4344, , , ,4 4432,56 445,8 4485, , ,6 452, , ,72 459,24 467, ,2 4625,28 466, ,8 4677, , , , ,44 473,4 4782,96 48, , ,4 487, ,8 4923, ,64 495,6 4958, ,68 51, ,2 528,24 545,76 563,28 598, ,84 58,8 5133,36 515, ,92 523, ,4 522, , , ,4 538, ,8 5361, , , ,6 5413, , ,2 5466,24 551, , , ,8 5553, , , , , ,96 566,4 5676, , ,4 5746, ,8 5799, , ,6 5834, , ,72 594, ,2 5921, , , , ,8 69,36 626,88 661,92 644,4 679,44 696, , , ,4 6184,56 622,8 6237, , ,6 6272, , ,72 637,2 6342, , , , , , ,8 6464, , ,4 6517, , , ,52 665,4 6622,56 664,8 6692, ,12 671, ,6 6727, , ,2 678, , ,28 685, , ,8 6885,36 692, , ,44 692,4 6972,96 699,48 725,52 743,4 76,56 778,8 7113,12 713, ,6 7148, ,68 72, ,2 7218, , , ,32 735,84 727,8 7323,36 734, , ,4 7393,44 741, , , ,4 7498, ,8 7551, ,6 7568, ,16 763, , ,2 7656, , , , , ,36 778,8 7778, , ,4 7831, , ,48 791, ,4 7936, , ,12 824, ,6 86,64 841,68 876,72 859,2 894, , , , , , ,8 8216, , ,4 8269, ,96 834, , ,4 8374, ,8 8427, ,64 849,6 8462, , , ,2 8532, , ,28 862, , ,8 8637, , ,92 877, ,4 8724, , S 11 Wärmenutzung Standard und optimiert Wärmenutzung, BHKW-Leistung in kw Gesamtwärmemenge:86 MWh (unter grüner Kurve, Kunde: 67 MWh) Wärmenutzung optimiert (25 kw + WS 3 m³) 25 kw BHKW Wärmenutzung Standard (2 kw + WS 5 m³) 2 kw BHKW Gesamtwärmemenge:1.87 MWh (unter blauer Kurve, Kunde: 14 MWh) erhöhte Wärmenutzung durch optimiertes System:1.1 MWh (schraffierte Fläche) Stunden S 12

7 Wirtschaftlichkeit: allgemeine Angaben BHKW-Leistung: 25 kw el (Otto-Motor mit 39 % elektrischen Wirkungsgrad) Wärmeverbrauch Fermenter bei hohem Gülleeinsatz: 7 kw th Eigenverbrauch Landwirtschaft: 1 MWh / Jahr Wärmemenge / Haushalt: 25 MWh / Jahr Netzverluste / Haushalt: 6,2 MWh / Jahr Verkaufspreis: 6,5 ct / kwh (Erdgas-Preis (5,5 ct / kwh) inkl. Wirkungsgrad) Preissteigerung Wärmeverkauf: 5 % / Jahr Netz: T-Vorlauf: 7-85 C, T-Rücklauf: 4-5 C Pumpenstrom Nahwärmenetz: 1,5 % / a spezifische Wärmeabsatz: 5 kwh / m*a Laufzeit: 2 Jahre KWK-Bonus: 2 ct / kwh (noch 15 Jahre) Nahwärmenetz: 25-6 Zuschuss / m Hausübergabestation: 5-18 Zuschuss / Stück Versicherung:,5 % / a Verwaltung: 1,2 k / a Kapitalzins: 2 % / a Abschreibung: 2 a Gewinnsteuer: 5 % S 13 Wirtschaftlichkeit: spezielle Angaben Standard BHKW-Leistung: 2 kw th 23 Haushalte: 57 MWh Nahwärmenetz: 114 m Optimiert BHKW-Leistung: 25 kw th 52 Haushalte: 13 MWh Nahwärmenetz: 26 m Wärmespeicher 5 m³ Investition: 73 k Wartung / Betrieb:,5 k / a Gesamtinvestition:,34 Mio. Saisonaler Wärmespeicher 3 m³ Investition: 715 k k Zuschuss Zusatzwärmetauscher: 25 k Planung/Genehmigung: 26 k Wartung / Betrieb: 1 k / a Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Gesamtinvestition: 1,2 Mio. Standardförderung: ohne kommunale Förderung und Innovationsförderung S 14

8 Wirtschaftlichkeit: Wärmenutzung Standard und optimiert 1,4 1,2 Wärmenutzung standard (2 kw + WS 5 m³) Wärmenutzung optimiert (25 kw + WS 3 m³) Gewinn 1,,8,6,4,2, S 15 Vorteile der erhöhten Wärmenutzung mittels Nahwärmenetz Vorteile eines Nahwärmenetzes Verringerung des Verbrauchs fossiler Energieträger in der Gemeinde Höheres Ansehen der BGA in der Gemeinde Zusätzliches Tätigkeitsfeld als Energieversorger Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der BGA nach der EEG-Förderung Vorteile eines saisonalen Wärmespeichers Entkopplung der Strom- und Wärmelieferung Wärmelieferung mit Versorgungsgarantie Erhöhung der Wärmemengenlieferung aus BGA-Wärme Kein zusätzlicher Primärenergieeinsatz Höhere Erlöse durch Wärmeverkauf S 16

9 cupasol GmbH Bahnhofstraße Ravensburg Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Tel: info@cupasol.com Fax: Internet: S 17