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

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Präsentation zum Thema: "1 Kraft-Wärme-Kopplung Vortrag zum Thema Nicolas Fischer."—  Präsentation transkript:

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

2 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

3 3 Motivation für Kraft-Wärme-Kopplung CO 2 -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

4 4 Primärenergieeinsparung

5 5

6 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 CO 2 -Emissionen und NO x -Emissionen stark verringert werden. Die erreichbare Temperatur muss genutzt werden können und genutzt werden! Kraft-Wärme-Kopplung

7 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

8 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 Elektrischer Wirkungsgrad wird verringert!

9 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

10 10 Wärmetauscher

11 11 Warum Wasser? hohe Verfügbarkeit große spezifische Wärmekapazität und niedrige kinematische Viskosität Turbulente Strömung ermöglicht guten Wärmeaustausch Reynolds-Zahl: ll Tausch - medium

12 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: ohne Wärmespeicher, Installation etc. kann auch mobil eingesetzt werden Entnahmetemperatur zwischen 90°C und 100 °C

13 13 BHKW Prinzip

14 14 BHKW Prinzip

15 15 Primärenergieeinsparung

16 16 Energieeffizienz fern Die KWK hat einen Brennstoffwirkungsgrad zwischen 80% und 95%.

17 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

18 18 Kleine Beispielrechnung Mini-BHKW von 5 kW elektrischer Leistung Ein Erdgas-BHKW spart pro MWh ca. 0,6 t CO2 ein gegenüber getrennter Wärme-/Stromerzeugung 5800 h/a Laufzeit CO2-Absorption von 5,7t pro Jahr pro Hektar Die Wirkung entspricht also gut 3 Hektar Wald

19 19 Kleine Beispielrechnung 5,11 ct / kWh6,3 ct / kWh Phelix Day Base (Stand: ) 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 Kosten: Wartung, Überwachung etc.: rund 400 Gewinn von 3500 pro Jahr geringe Amortisationszeit des BHKW (ca. 3 Jahre)

20 20 Stromkosten

21 21

22 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

23 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?

24 24 Quellen Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V. diverse Artikel zu Wärmespeicher, BHKW… Strombörse Strompreiszusammensetzung KWK-Prinzip x -Bilanz diverse Bilder zu den einzelnen Themen zum BHKW / HKW + Diverse andere Seiten im Web.


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