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SOLtechnik GmbH SOLtrocknung Eisenstraße 62 A-9330 Althofen T: +43 4262 27068 office@soltechnik.at www.soltechnik.at

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Solare Hackgut-Trocknung Die Hackschnitzelerzeugung ermöglicht eine Holzverbrennung im großem Stil, was bereits in vielen Nah- und Fernheizwerken geschieht. Dabei kommt der Trocknung des Hackgutes große Bedeutung zu. Hackware aus frisch gefällten Bäumen hat einen Trockensubstanzgehalt von weniger als 50% und mehr als die Hälfte des Gewichtes besteht aus Wasser! Das Wasser reduziert die nutzbare Energie des Holzes erheblich infolge der Wasserverdunstung im Heizkessel. In Hausheizungsanlage verursacht das feuchte Hackgut Verklemmungen der Schnecke und oft sogar Schneckenbrüche. Außerdem landen unverbrannte Bestandteile in der Asche. In Summe kommt es zu einem Energieverlust von bis zu 50% der im Hackgut enthaltenen Energie.

Warum trocknen von Hackgut? In unseren Wäldern wächst jährlich mehr Holz als wir nutzen können. Der Streit zwischen Papierindustrie und Biomasse Kraftwerken resultiert aus der Tatsache, dass der trockene Rohstoff Sägespäne und Schnittholzabfall nur begrenzt zur Verfügung steht. Frisch geschlagenes Holz hat einen sehr hohen Feuchtegehalt und bedarf für die weitere Nutzung einer Trocknung, da bei einer feuchten Verbrennung rund 50% der Energie verloren gehen. Neben dem Energieverlust kommt es in der Verbrennungsanlage durch das Wasser zu Korrosionsschäden. Durch das feuchte Hackgut kommt es in der Transportschnecke zu Verstopfungen und zum Bruch mit Folge von Anlageausfällen und erheblichen Reparaturkosten. Feuchtes Hackgut ist nicht lagerfähig. Nach kurzer Zeit beginnt der Faulungsprozess und bereits nach 3 Monaten Lagerzeit sind 30% der Masse kompostiert.

Work flow Rundholz Anlieferung Holzlagerung Hacker Nasshackgutlagerung Solartrockner Nasshackgut Anlieferung Hackgutlagerung Nasshackgutbunker Schubboden Bandtrockner Trockenhackgut Hackgut Lagerung Hackgut Auslieferung

Allgemeines zur Hackgut-Produktion Die herkömmliche Lufttrocknung von Baumstämmen ist sehr umständlich und benötigt große Lagerflächen und eine lange Lagerzeit. Frisches und sofort nach dem Fällen getrocknetes Hackgut erreicht im getrockneten Zustand einen Brennwert von 1.000-1.300 kwh/srm je nach Holzart (Weichholz oder Hartholz). Voraussetzung für eine erfolgreiche und rasche Trocknung von feuchtem Hackgut ist trocknungstaugliche Luft in großen Mengen. Die Aufbereitung der Umgebungsluft für Trocknungszwecke erfordert einen sehr hohen Energieeinsatz. Nur die Sonnenenergie kann ständig Gratisenergie aus der Umgebung liefern, die dann für die Luftaufbereitung eingesetzt werden kann. Der Einsatz der hocheffizienten Solartrocknung bei der Hackschnitzeltrocknung ermöglicht eine enorme Steigerung des Energieertrages aus der Biomasse Holz durch die Brennwertverbesserung. Der Energiegewinn beträgt bis zu 500 kwh je Srm. (= 40 /Srm bei 0,08 Fernwärmepreis)

Allgemeines zur Hackgut-Produktion Der Energieeinsatz ist von der Wassermenge abhängt, die verdunstet werden muss. Bei BTV-Hackgut (Baumtotalverwertung) sind für die Erreichung einer optimalen 90% Trockenheit je Srm bis zu 200 Liter Wasser zu verdunsten, bei schlagfrischem Hackgut aus entrindeter Stammware jedoch nur ca. 120 Liter, bei Stämmen mit Rinde 150 Liter. Da die Hackguttrocknung eine Hackgutgewinnung auch aus Ästen, Zweigen und Rinde ermöglicht, erschließt sie eine zusätzliche Einnahmequelle für jeden Waldbesitzer, wodurch sich die Produktivität der Land- und forstwirtschaftlichen Flächen enorm verbessert! 1 Srm trockenes BTV-Hackgut besitzt einen Energieinhalt von > 1.000 kwh, was einer Heizölmenge von ca. 100 Litern entspricht. Dafür zahlt man derzeit schon mehr als 100.

Energiebilanz Beispiel: 1 Kilogramm Holz mit 10% Wassergehalt, hat einen Heizwert von 4,7KWh ( 0,45 l Heizöl)- 1Kilogramm Holz mit 30% Wassergehalt, hat einen Heizwert von 3,4KWh ( 0,32 l Heizöl) 10 Srm Hackgut mit 30% Wassergehalt und einem Gewicht von 190 Kg/Srm Umgerechnet ca. 1330Kg Holz-Trockenmasse und 570l Wasser (ca. 650l Heizöl) 10 Srm Qualitäts Hackgut" mit 10% Wassergehalt. Umgerechnet ca. 1710Kg Holz-Trockenmasse und 190l Wasser (ca. 900l Heizöl)

Energiebilanz Die in Gebrauch stehenden Heizwerttabellen für Holz unterschiedlicher Feuchte bestehen aus rein mathematischen Werten, die überhaupt keine Rücksicht auf den Zustand der zu verbrennenden Biomasse nehmen: Fäulnis, Lagerschäden, Zersetzung, Alter, Wasser- und Dampfanwärmung auf eine Abgastemperatur von 200 C, zu geringe Brennraumtemp eraturen, unvollständige Verbrennung (hoher Ascheanfall), fehlende Harzvergasung, Rußparikelausstoß etc. Der Heizwert wird folgendermaßen berechnet: Beispiel: Rohenergie (= Atro-Energie): 1.000 kg mit 100% TS = 1.000 kg TS (Atro-Ware) x 5,2 kwh = 5.200 kwh / t 1.000 kg mit 90% TS = 900 kg TS (Atro-Ware) x 5,2 kwh = 4.680 kwh / t 1.000 kg mit 60% TS = 600 kg TS (Atro-Ware) x 5,2 kwh = 3.120 kwh / t 1.000 kg mit 45% TS = 450 kg TS (Atro-Ware) x 5,2 kwh = 2.340 kwh / t Verdunstungsenergie ohne Dampfanwärmung (= isotherme Wasserverdunstung): 0 Liter bei 100% TS x 0,69 kwh = 0 kwh Abzug 100 Liter bei 90%TS x 0,69 kwh = 69 kwh Abzug 400 Liter bei 60%TS x 0,69 kwh = 276 kwh Abzug 550 Liter bei 45%TS x 0,69 kwh = 380 kwh Abzug Heizwert laut mathematischer Berechnung: 100 %TS-Hackgut: 5.200 kwh - 0 kwh Abzug = 5.200 kwh / t = 5,2 kwh/kg 90 %TS-Hackgut: 4.680 kwh - 69 kwh Abzug = 4.611 kwh / t = 4,6 kwh/kg 60 %TS-Hackgut: 3.120 kwh - 276 kwh Abzug = 2.844 kwh / t = 2,8 kwh/kg 45 %TS-Hackgut: 2.340 kwh - 380 kwh Abzug = 1.960 kwh / t = 1,9 kwh/kg

Energiebilanz Als Basis für die Berechnung des Brennwertes n dient der Heizwert, der mit einem vermindernden Faktor zu multiplizieren ist. Trockenheits faktor TS Wassergehalt w GFN-Tabelle (Gewicht - Feuchte - Nutzenergie) Nutzener gie Heizwert kwh / t Verlust e Brennwer t kwh / t Preis /kwh excl.mwst. Preis (1000 kg) frisch / kwh Preis (1000 kg) 100 Tage alt -10% / kwh Preis (1000 kg) 200 Tage alt -20% / kwh Preis (1000 kg) 100 Tage alt -30% / kwh 90% 10% 4611 1,00 4.611 0,04 184 keine Altersabzüge 85% 15% 4317 0,95 4.101 0,04 164 keine Altersabzüge 80% 20% 4022 0,90 3.620 0,04 145 130 116 101 75% 25% 3727 0,85 3.168 0,04 127 114 101 89 70% 30% 3433 0,80 2.746 0,04 110 99 88 77 65% 35% 3139 0,75 2.354 0,04 94 85 75 66 60% 40% 2844 0,60 1.706 0,04 68 61 55 48 55% 45% 2549 0,55 1.402 0,04 56 50 45 39 50% 50% 2255 0,45 1.015 0,04 41 37 32 28 45% 55% 1961 0,35 686 0,04 27 25 22 19

Energiebilanz Trockenheits faktor TS Wassergehalt w Gewicht G30 mittlere Rohdichte kg/srm Gewicht G30 mittlere Wassergehalt kg/srm Gewicht srm/t 90% 10% 188 19 5,3 85% 15% 193 29 5,2 80% 20% 200 40 5,0 75% 25% 210 52 4,8 70% 30% 225 67 4,4 65% 35% 242 85 4,1 60% 40% 262 105 3,8 55% 45% 286 129 3,5 50% 50% 314 157 3,2 45% 55% 373 196,5 2,9

Beispiel Basisdaten: 1 fm Weichholz / schlagfrisch wiegt bei 45%TS ca. 950 kg und hat ca. 430 kg TS 1 fm Hartholz / schlagfrisch wiegt bei 45%TS ca. 1.440 kg und hat ca. 650 kg TS 45-50%TS-Weichholz = ca. 45-50%TS-Mischholz = ca. 45-50%TS-Hartholz = ca. 3,0 Srm / t 2,5 Srm / t 2,0 Srm / t Der Heizwert von 1 t Holz mit 50%TS beträgt 2.255 kwh. Das ergibt folgende Schüttraummeter bezogene Heizwerte (HW) und Brennwerten (BWn) : Weichholz: 2.255 kwh (HW) : 3 Srm/t = 751 kwh / Srm (HW) 751 kwh / Srm (HW) x 0,45 (Trockenheitsfaktor für 50%TS) = 338 kwh / Srm (BWn) bei 50%TS Hartholz: 2.255 kwh (HW) : 2 Srm/t = 1.127 kwh / Srm (HW) 1.127 kwh / Srm (HW) x 0,45 (Trockenheitsfaktor für 50%TS) = 507 kwh / Srm (BWn) bei 50%TS Brennwert n von Mischholz mit 50%TS: 422 kwh / Srm (entspricht dem Praxiswert: Heizwerk Lienz) Die genaue Verteilung ist in der GFN-Tabelle ersichtlich

Ertragsrechnung Lieferung 15.01.2015 Lieferung 20.02.2015 srm 80 srm 80 kg/srm 314 kg/srm 210 Wassergehalt 45 Wassergehalt 25 kg.hackgut G30, W30 25.120 kg kg.hackgut G30, W30 16.800 kg Preis /srm 14,00 Preis /srm 26,00 Ges. Netto 1.120,00 Ges. Netto 2.080,00 Analyse Analyse kwh/t t einkauf kwh/t t einkauf Nutzenergie n bei 45% w 1402 x 25,120 Nutzenergie n bei 25% w 3167,95 x 16,800 Nutzenergie n 35.218 kwh Nutzenergie n 53.222 kwh Heizwert 64.031 kwh Heizwert 62.614 kwh Wasserinhalt 10.300 kg Wasserinhalt 4.160 kg Erlös bei 0,08 /kwh 2.817 Erlös bei 0,08 /kwh 4.258 Einkauf 1.120 Einkauf 2.080 Ertrag 1.697 Ertrag 2.178

Projektziel Automatisierte Regelung der Trocknung Optimaler Luftmassenstrom und hoher Isolationsgrad Optimierte Strömungsführung Mittleres Temperaturniveau (40-55 C) Moderate Aufwärmspanne: Temperaturdifferenz zw. Außen und Trocknungsluft Mäßige & gleichmäßige Schüttungshöhe (Breite vor Höhe) Wirtschaftliches Optimum: Schnelle Trocknung mit wenig Hilfsenergie (mittlere Temp. + geringer Luftmassenstrom)

Funktionsschema Solar 80 C Schichtenspeicher Solarkollektor 1.250 m2 Solar- Rücklauf Puffer-Vorlauf (heiß) Puffer-- Warmwasser speicher Puffer- Vorlauf 20.000 Heizung l Solar- Vorlauf Solarpumpe Schichtladeventil (mittel) Durchflussmengenmesser Puffer- Rücklauf Bypassventil Schichtlademodul -XL Wärmetauscher Pufferladepumpe Durchflussmengenmesser

Funktionsschema gesamt

Ansicht Halle - Solar Nasshackgut Trockenhackgu Nasshackgut Nasshackgut

Ansicht Halle Solar

Trocknung

Vorteile Rundsilo - Durchlauftrockner

Maisspindel - ein Rohstoff der Zukunft

Schüttdichte Maisspindel

Arbeitserledigungskosten für die Maisspindelernte

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