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BiogasBIGSADS
Biogas
Stellschrauben und Potenziale -welcher Aufwand ist sinnvoll?
B Kompetenznetzwerk Biogas Weimar GermanyThomas Knauer [email protected]
BHKW
• + Externe Wärmeabgabe• ‐ th. Eigenbedarf• ‐ th. Übergabeverluste• ‐ th. Systemverluste• ‐ Kühlerverluste• ‐ Leitungsverluste• ‐ Systemverun‐
reinigungen
• + Export an das EVU• ‐ el. Eigenbedarf• ‐ Trafoverluste• ‐ el. Leitungsverluste• ‐Messtoleranzen
Biogas
Strom ca. 39%Wärme ca. 42%
Verluste ca. 19%
22.09.2018
Biogaswandlung:
Elektrischer Export:
• Offene Fragen:• Welcher Messpunkt wird vom EVU verwendet ?• Werden Transformationsverluste berücksichtigt ?• Sind die angegebenen Verluste mit dem Datenblatt des Trafos identisch? • Werden weitere Verluste (z. B. Leitungslängen) in der Abrechnung aufgeführt ?• Gab es eine Prüfung des Inbetriebnahmeprotokolls des EVU ?• Ist der Anschluss des elektrischen Eigenverbrauches erfolgt ?
22.09.2018
TrafoBHKW EVU
EVU Messung EVU Messung
Elektrischer Eigenbedarf:
• Die Betrachtung verschiedener Baugruppen zeigt für das BHKW und dem Tischkühler den prozentual höchsten Anteil am el. Bedarf.
• Relativ kleine Verbraucher mit hohen Laufzeiten übers Jahr.
22.09.2018
Quelle: Rotaria 2012
Praxisbeispiel BGA Rampe
Der Eigenstrombedarf ist aus betriebswirtschaftlicher Sicht möglichst gering einzustellen
Praxisbeispiel BHKW ‐ Ventilation
Lüftung zur Kühlung & Verbrennung
22.09.2018
BHKW
TUmgebung
Luftstrom
Lüfter
Steuerung T
Im Normalfall wird die Lüftereinheit nicht geregelt. Die Leistungsaufnahme bleibt deshalb über das Jahr konstant.
Durch eine Temperatursteuerung der Lüftereinheit kann die Leistungsaufnahme speziell in der kalten Jahreszeit stark reduziert werden.
Der Einbau einer Steuerung für die Ventilation kann sehr aufwendig über einen Frequenzumformer oder einfacher über einen mehrstufigen Elektroantrieb realisiert
werden.
Einsparung für 1 kWh bei 0,14 €/kWh ergibt 1.200 € im Jahr
Thermischer Eigenbedarf:
22.09.2018
• Wärmbedarf zur Substraterwärmung
01020304050607080
kWh * t‐1BGA 1 BGA 2 BGA 3 BGA 4BGA 5 BGA 6 (N) BGA 7 (N) BGA 14 (N)
0
10
20
30
40
50
60kWh * t‐1BGA 6 FM BGA 6 NG BGA 14 FM BGA 14 NG
Ermittelter Prozesswärmebedarf über zwei Jahre Wärmebedarf für Fermenter und Nachgärer
0510152025303540
17.07.2013 17.01.2014 17.07.2014
Q[kW] T Mais (680 kG) T Gülle (320 kG) Summe
Wärmeverluste des Substrates:
Maissilage Wärmebild BGA 11 Umgebungstemperatur ‐9,4°C etwa 4 Stunden nach der letzten Silageentnahme
Wärmebild Schneckensystem BGA 7 Umgebungstemperatur ‐ 7,2 °C
Wärmebild Feststoffdosierer BGA 7 Umgebungstemperatur ‐7,2 °C
Wärmebilder Silage
BHKW Wärmeanteile:
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Q
Biogas
KWQ
Q
VKM
HE
Luft einQ
GePel.
GKW
HA
Luft ausQ
Transformation der Brennstoffenergie in den elektrischen und den Wärmeanteil im BHKW
BHKW Verlustanteile
Die drei Verlustanteile treten in drei verschiedenen Temperaturbereichen auf: • 1) QGkW => 44- 55°C 2) QLuft aus => 10- 45°C 3) HA => 180- 230 °C
Abgas Restwärme:
• Die hohen Temperaturen am Abgasaustritt sollen Korrosionsschäden durch schwefelige Säure am BHKW verhindern.
• Durch Verwendung korrosionsbeständiger Materialien für den Abgaswärmetauscher ist eine höhere Abgasnutzung möglich.
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0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%P QNutz QGemisch RestAbgas
Prozentuale Verteilung der FWL im BHKW über acht Biogas‐BHKWs
BHKW Bilanz:
QStrahlung
Nutzung der 2. Gemischstufe:
• Die Wärmequelle 2. Gemischstufe wird im Normalfall kaum genutzt.• Die Temperatur ist für die Fermentation ausreichend.• Die Wärme steht beim BHKW ‐ Betrieb immer zur Verfügung.
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Gemisch2. Stufe
Verbraucher
BHKW
Fermenter
Gemisch 2. Stufe
Vorgrube
Nutzhöhe
Direkte Einbindung in die Behälterheizung Nutzung zur Vorwärmung der Gülle
Zusammenfassung:
• Stellschrauben für die Optimierung von Biogasanlagen sind in großer Menge vorhanden.
• Investitionen im Biogasbereich werden zur Zeit oftmals von der Restlaufzeit der EEG ‐Vergütung beeinflusst.
• Elektrische Modifikationen zeigen eine relativ schnellen Erfolg über die EVU Abrechnungen.
• Thermische Maßnahmen werden eher bei hoher Wärmeabgabe die Wirtschaftlichkeit verbessern.
22.09.2018
22.09.2018
Stellschrauben und Potenziale - welcher Aufwand ist sinnvoll!
B Kompetenznetzwerk Biogas Weimar GermanyThomas Knauer [email protected]
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!