+ All Categories
Home > Documents > 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

Date post: 05-Apr-2015
Category:
Upload: kayetan-dumke
View: 105 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
24
1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer
Transcript
Page 1: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

1

Kraft-Wärme-Kopplung

Vortrag zum Thema

Nicolas Fischer

Page 2: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

2

1.) Was ist Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)?

2.) Wie funktioniert KWK?

Thermodynamischer Kreisprozess

Heizkraftwerk

Wärmetauscher

Blockheizkraftwerk

3.) Ist KWK ökonomisch/ökologisch sinnvoll?

Energieeffizienz

Beispielrechnungen

Gliederung

Page 3: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

3

Motivation für Kraft-Wärme-Kopplung

• CO2-Emmissionen müssen jetzt gesenkt werden

• Erneuerbare Energien decken noch nicht den derzeitigen Strombedarf

• KWK senkt den Brennstoffverbrauch, hoher Wirkungsgrad

• effektive Möglichkeit, den reg. Energien Entwicklungszeit zu verschaffen

Page 4: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

4

Primärenergieeinsparung

Page 5: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

5

Page 6: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

6

• Kraft-Wärme-Kopplung ist eine gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme.

•Wo mit fossilen Brennstoffen oder Strom WÄRME erzeugt wird, treten hohe Verluste auf!

• Gekoppelte Erzeugung soll Ressourcen sparen! Dadurch sollen CO2-Emissionen und NOx-Emissionen stark verringert werden.

• Die erreichbare Temperatur muss genutzt werden können und genutzt werden!

Kraft-Wärme-Kopplung

Page 7: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

7

Thermodynamischer Kreisprozess

1-2: Druckerhöhung des Arbeitsmittels auf im Verdampfer herrschenden Druck

2-3: Erwärmung auf zum Druck gehörende Verdampfungstem-peratur

3-4: Verdampfung

4-5: Überhitzung

5-6: Ein- und Austritt in die Dampfturbinen

6-1: Kondensation des Dampfes

Page 8: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

8

Thermodynamischer Kreisprozess

Der nach dem Mitteldruckteil MD der Turbine, also vor dem Niederdruckteil ND abgezweigte Dampf strömt in den Heizkondensator Wärme-abgabe an den Fernwärmekreislauf (Temperaturniveau etwa 100°C) Verflüssigung

Brennstoff technisch Kondensation

Brennstoff Kondensation

Brennstoff

Q W Q

Q Q

Q

Elektrischer Wirkungsgrad wird verringert!

Page 9: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

9

Das Heizkraftwerk

• gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme

• Fernwärmenetz notwendig

• Temperatur hinter der Turbine auf etwa 130 Grad Celsius (Winter) bzw. 70 °C (Sommer) erhöht

• elektrischer Wirkungsgrad wird verringert

Page 10: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

10

Wärmetauscher

übertragenTemp

max

Q

Q

Page 11: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

11

Warum Wasser?

• hohe Verfügbarkeit

• große spezifische Wärmekapazität und niedrige kinematische Viskosität

• Turbulente Strömung ermöglicht guten Wärmeaustausch

Reynolds-Zahl:v L v L

Re , wobei Re

l l

Tausch -medium

Page 12: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

12

Das Blockheizkraftwerk (BHKW)

• modular aufgebaute Anlage zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärme • am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben, bzw. speist Nutzwärme in ein Nahwärmenetz ein• zwischen 5 Kilowatt und 5 Megawatt Leistung • dezentrale Stromerzeugung, kein Fernwärmenetz, so gut wie keine thermischen Übertragungsverluste • Preise: 10000 € +++ ohne Wärmespeicher, Installation etc.• kann auch mobil eingesetzt werden• Entnahmetemperatur zwischen 90°C und 100 °C

Page 13: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

13

BHKW Prinzip

Page 14: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

14

BHKW Prinzip

Page 15: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

15

Primärenergieeinsparung

Einsparung

51M 34%

151

Page 16: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

16

Energieeffizienz “fern“

• Die KWK hat einen Brennstoffwirkungsgrad zwischen 80% und 95%.

gesamt elektrisch thermisch

Page 17: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

17

Energieeffizienz “nah“

Die Emissionen von herkömmlich produziertem Strom sind höher als vom BHKW vor Ort produzierten. Hinzu kommt nun die Einsparung gegenüber den Heizkesseln.

Effektive CO2-Senke

Page 18: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

18

Kleine Beispielrechnung

• „Mini“-BHKW von 5 kW elektrischer Leistung • Ein Erdgas-BHKW spart pro MWh ca. 0,6 t CO2 eingegenüber getrennter Wärme-/Stromerzeugung• 5800 h/a Laufzeit

2

P 5800h / a 5kW 29MWh / a

E 29MWh / a 0,6t CO 1/MWh 17,5t / a

CO2-Absorption von 5,7t pro Jahr pro Hektar

Die Wirkung entspricht also gut 3 Hektar Wald

Page 19: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

19

Kleine Beispielrechnung

Basis KWK NetznutzVergütung P P P

5,11 ct / kWh 6,3 ct / kWh Phelix Day Base (Stand: 10.12.07) 6,2 ct / kWh

• + Energiesteuer, Erdgas 0,55 ct / Kwh, Flüssiggas und Heizöl zwischen 0,20 und 0,61 ct/kwh

•Eigenverbrauch eines Einfamilienhauses = 5000 kWh/a

N 27 MWh / a 5 MWh / a 22 MWh / a

p / kWh 18 ct / kWh

180€ 22MWh(p, x) p x C 400€ 3500€ / a

MWh a

Kosten: Wartung, Überwachung etc.: rund 400 € Gewinn von

3500 € pro Jahr geringe Amortisationszeit des BHKW (ca. 3 Jahre)

Page 20: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

20

Stromkosten

Page 21: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

21

Page 22: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

22

Nachteile der KWK

• es werden großteils gasförmige Brennstoffe genutzt unflexibel

• individuelle Anpassung zwingend notwenig, daher großes Know-How vonnöten

• Technologie für erneuerbare Energien ist ebenfalls noch nicht ausgereift

• nicht überall einsetzbar, großteils nicht mobil

• Große Wärmespeicher vonnöten

Page 23: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

23

Fazit• KWK spart einen großen Teil (rund 30 %) des eingesetzten Brennstoffes ein

• mittelfristig eine gute Lösung, CO2-Emissionen zu verringern

• modulare Anlagen effektiver als Heizkraftwerke

• wird im Moment noch wenig genutzt großes Potenzial

Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit

Fragen?

Page 24: 1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer.

24

Quellenwww.bkwk.de Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V.

www.wikipedia.de diverse Artikel zu Wärmespeicher, BHKW…

www.eex.de Strombörse

www.stromtip.de Vergütung, Strompreiszusammensetzung

www.bhkw-infozentrum.de/erlaeuter/kwkprinzip.html KWK-Prinzip

www.kraftwerk-bhkw.de/MEPHISTO/nutzen01.htm NOx-Bilanz

www.google.de diverse Bilder zu den einzelnen Themen

www.vattenfall.de Infos zum BHKW / HKW

+ Diverse andere Seiten im Web.


Recommended