Jahresdauerlinie erstellen / BHKW-Auslegung berechnen

  • Hallo zusammen,


    ich schreibe zur Zeit an meiner Bachelor Arbeit in Elektrotechnik mit dem Thema:


    Machbarkeitsstudie zu einem Blockheizkraftwerk für die Elektro- und Wärmeenergieerzeugung in einem Produktionsunternehmen.


    Für diese Studie stehen mir detaillierte Aufschreibungslisten der Verbräuche (Gas in m³!!!!!!!!) zur verfügung. Diese Verbräuche habe ich prozentual nach Abnehmern aufgeschlüsselt und so das potential für KWK ermittelt. Anhand dieser Aufschlüsselung hat mir freundlicherweise eine Firma zwei "Angebote" zukommen lassen (239kW(el)/372kW(th), 405kW(el)/538kW(th)) die ich jetzt auf ihre Wirtschaftlichkeit prüfen möchte.


    Was mich natürlich am meisten interessiert ist die Lauftzeit, die am Standort erreicht wird! Dafür ist natürlich die Jahresdauerlinie das beste Hilfsmittel.


    Problem: Die Jahresdauerlinie hat auf der X-Achse die Stunden (8760 an der Zahl) und auf der Y-Achse den Wärmebedarf in kW.


    Von dem Gasverbrauch in m³ komme ich über den Brennwert (ca. 10kWh/m³ jenachdem ob L- oder H-Gas) auf den oberen Heizwert (Ho [kWh]).


    ....m³x10kWh/m³=...kWh


    Ho/1,11=Hi Über den Faktor 1,11 errechnet sich der untere Heizwert Hi (Bezeichnung hat sich evt geändert). Wird dieser Wert multipliziert mit dem Wirkungsgrad des Wärmeerzeugers (z.B. 0,85) so erhält man den Wärmebedarf ...allerdings auch in kWh!


    Ich möchte aber kW auf der Y-Achse haben.


    Es wäre echt sehr freundlich wenn mir dabei jemand helfen kann. ich versuche mich daran schon etwas länger, komme aber leider zu keinem Ergebnis. :evil: Falls ich mit den Aussagen von oben Falsch liege bitte ich euch das auch zu sagen.


    Über eure Unterstützung würde ich mich sehr freuen


    Beste Grüße Christian

  • Schau dir mal das hier an, vielleicht siehst du dann schon klarer: Erstellung Jahresdauerlinie


    Problem: Wenn die Kurve nicht vorgegeben ist kannst du ev. auf die für Heizwärmebedarf zurückgreifen, ich mein da gibts anerkannte %-Grafiken die du umschlüsseln könntest. Wobei da der Zweck des Objekts ganz entscheidend ist!
    Eine Schule hat eine andere Linie als ein Wohnhaus oder ein Handwerksbetrieb.



    mfg JAU

  • Den Beitrag habe ich auch schon verfolgt!
    Ist nur die frage ob das so sinnvoll ist?! Den Monatsverbrauch in Ho oder Hi durch die Stunden (Oktober 31 Tage x 24h=744h)
    Bei 203.820kWh Ho wäre das dann eine Leistung von 274kW.....
    Wenn ich das über das Jahr mache, bekomme ich tatsächlich eine Kurve in kW. Habe ich das richtig verstanden?
    Und welchen Wert soll ich nehmen? Ho oder Hi
    Danke für deine Mühe!


    Der Zweck des Gebäudekoplexes ist ein Produktionsunternehmen. Neben Warmwasser für Sazialräume und für Heizung haben die dort eine Galvanik und Verkromung! Diese Anlage braucht über das ganze Jahr Wärme um Wasserbäder auf 90-100°C(!!!!!) auf zu heizen! max. KWK-Potential!

  • Hallo und Willkommen im Forum


    Warum rumdoktorn?
    ...so ganz trivial ist es mit der Erstellung der Dauerlinien nicht


    Aber bei den Verbräuchen
    muss man auch keine Klimmzüge machen,
    denn mit Sicherheit wird sowohl Strom- als auch Gasmäßig der Lastgang seitens des Versorgers erfasst.


    Einfach dort formlos um die Zusendung der Lastgangdaten in elektronischer Form (üblicherweise excel-kompatible .csv-Datei) der letzten 12 Monate bitten.


    Dann hat man es ganz genau ;)

  • Ich hatte damals den Brennstoffverbrauch, Erdgas, in m³ gegeben. Multipliziert mit dem Brennwert ergab das eine gelieferte Energie von xxxkWh. Diese Energiemenge multipliziert mit dem Wirkungsgrad des Kessels (bezogen auf Hs / Ho) ergab die Wärmemenge für Raumheizung / TWE / Verluste.
    Man hätte die m³ auch mit dem Heizwert multiplizieren können und dann mit dem Wirkungsgrad bezogen auf Hi / Hu. Kommt logischerweise dasselbe raus ;)
    Dann hab ich den Wärmebedarf für TWE berechnet und dann alles durch die VDI 4655 gequetscht. Et voila :)


    Da deine Daten aber von einem Industrieunternehmen stammen, kannst du keine Norm anwenden, denn dafür gibt es keine. Du musst dir deine Jahresdauerlinie selbst bauen.


    Am besten so wie Fire es schrieb. Lastgänge (Strom + Gas) beim EVU anfordern und hoffen, dass sie mindestens stündlich aufgelöst sind.
    Sollten nur Tageswerte zur Verfügung stehen, würde 1 Woche Messwerte aufnehmen.
    Wenn man nach Tagesverbrauch auslegt kann man schonmal verreißen ;)


    Wenn ich mir die Größe der BHKW aus den Angeboten anschaue, gehe ich davon aus, dass Lastgänge vorhanden sind.


    Sollten keine Lastgänge vorhanden sein, wirds schon schwieriger, da sich ein Industrieunternhemen im Allgemeinen nicht an die Heizperiode hält und du somit keine Jahresdauerlinie mit Hilfe der Heizgradtage / Gradtagszahlen basteln kannst.


    Hier würde ich für Strom- und Gasverbrauch Messwerte über nen Zeitraum von ~2 Wochen oder so aufnehmen. Besser als messen gehts nicht ;)


    Und was die y-Achse in kWh angeht...
    Wenn du 1m³ Erdgas in 1h verbrauchst, dann sind (hab den Heizwert nicht im Kopf) das 10kWh/h. Also 10kW.
    Wenn du 1m³ Erdgas in 15min verbrauchst, dann sind das 10kWh/15min oder 40kWh/h, gleich 40kW.


    tschau

  • edit:


    Was mir noch einfällt...


    Was ist denn das für ein Industrieunternehmen?


    Benötigt es viel Wärmeenergie oder geht es eher darum einen hohen Strombedarf durch Eigenerzeugung zu decken um Stromkosten zu senken?
    Bei Industrieunternehmen ist imo meist eher letzteres der Fall. Die Wärme ist dann nur n Abfallprodukt und wird "irgendwie irgendwo verwurstet" :D
    Benötigt das Unternehmen im Sommer oder ganzjährig vielleicht sogar Kälte???


    tschau

  • Moin

    Wenn man nach Tagesverbrauch auslegt kann man schonmal verreißen ;)

    kommt auf das Unternehmen an - wir arbeiten zb. rollende Woche 24/7 da ändert sich über den Tag eher nix am Verbrauch ( Tagsüber auch volle Hallenbeleuchtung ).


    mfg

  • Hallo zusammen
    erstmal vielen Dank für eure Mühe und Infos!


    Das Unternehmen ist in der Metallindustrie tätig und hat seit Jahren einen ungefähr gleichbleibenden Bedarf an Gas und Strom. Wie schon erwähnt ist dort eine Galvanik und Verchromung die ganzjährig Wärme benötigt. Produziert wird dort im 3 Schichtbetrieb + Kontischicht (Wochenende). Das ist also schon Potential für ein BHKW. Allerdings sind die Angebote meiner Meinung nach viel zu überdimensioniert!


    Und was die y-Achse in kWh angeht...Wenn du 1m³ Erdgas in 1h verbrauchst, dann sind (hab den Heizwert nicht im Kopf) das 10kWh/h. Also 10kW.Wenn du 1m³ Erdgas in 15min verbrauchst, dann sind das 10kWh/15min oder 40kWh/h, gleich 40kW.

    Hallo Sebastian
    Das habe ich also versucht und es kommt tatsächlich eine eher mickrige Leistung raus!

    Ist nur die frage ob das so sinnvoll ist?! Den Monatsverbrauch in Ho oder Hi durch die Stunden (Oktober 31 Tage x 24h=744h)
    Bei 203.820kWh Ho wäre das dann eine Leistung von 274kW.....

    Die Leistung schwankt zwischen 230- 360kW.... da iss ja 372kW(th) eher daneben! oder sehe ich das falsch?
    Kälte wird leider garnicht benötigt! Außer wenige Büros der Geschäftsführung und das lohnt aufkeinen Fall für eine Absorptionsanlage!
    Ich würde versuchen am Montag beim Versorger die Lastgänge zu besorgen und hoffe das das passt!

    Wenn du 1m³ Erdgas in 1h verbrauchst, dann sind (hab den Heizwert nicht im Kopf) das 10kWh/h. Also 10kW.
    Wenn du 1m³ Erdgas in 15min verbrauchst, dann sind das 10kWh/15min oder 40kWh/h, gleich 40kW.

    Wenn ich 203820kWh in 744 Stunden verbrauche sind das also 274kW! Das ist einfach zu wenig!


    Du hast nicht noch eine idee für ein Tool, womit ich in der Größenordnung die Vergütungen Berechnen Kann?


    tausend Dank für deine/eure Mühe!
    mfG
    Christian

  • Metallindustrie... hmmm...


    Wofür wird denn die Wärme benötigt? Ist das Prozesswärme? Wenn ja auf welchem Temperaturniveau?


    Verchromen und / oder galvanisieren funktioniert doch mit Strom und nicht mit (Heiz)wärme.


    Von daher würde ich das BHKW stromgeführt betreiben und auch am Stromlastgang ausrichten. Die Wärme aber natürlich nicht wegkühlen, sondern schauen wo du die verwendet bekommst.
    Optimalerweise berechnest für deine Arbeit für Wärme- und Stromführung die Wirtschaftlichkeit ;)


    203820kWh in 744h sin DURCHSCHNITTLICH!!! 274kW. Das Zauberwort ist "durchschnittlich". Darin können sich Ausreißer nach oben und unten verbergen.
    Aber die Lastgänge werden den Zauber lüften :)


    Welche Vergütung meinst du jetzt genau?
    N Tool dafür kenne ich außer Handarbeit+Excel nicht. Wenn man das beruflich wie Fire macht, dann gibts da sicher was. Aber da wir in der Industrie sind, sind wir auch weit weg von Standardlösungen.


    Wie wird denn im Moment die Wärme erzeugt? Wie viel Leistung hat der Wärmeerzeuger? Das sind Werte an denen du dich orientieren kannst, wenn der Wärmebedarf über das Jahr gesehen mehr oder weniger konstant ist.


    Zitat:
    "Von dem Gasverbrauch in m³ komme ich über den Brennwert (ca. 10kWh/m³ jenachdem ob L- oder H-Gas) auf den oberen Heizwert (Ho [kWh]).
    ...m³x10kWh/m³=...kWh
    Ho/1,11=Hi Über den Faktor 1,11 errechnet sich der untere Heizwert Hi (Bezeichnung hat sich evt geändert). Wird dieser Wert multipliziert mit dem Wirkungsgrad des Wärmeerzeugers (z.B. 0,85) so erhält man den Wärmebedarf ...allerdings auch in kWh!"


    Gasverbrauch * Brennwert ist die gelieferte Energiemenge bezogen auf den Brennwert = Ho!!! Diese Energiemenge multipliziert mit Ho-Wirkungsgrad des Wärmeerzeugers ergibt die nutzbare Wärme. Da gibts kein Ho / Hu mehr. Dieser Bezug wurde durch die Multiplikation mit dem Ho-Wirkunsgrad eliminiert.
    Da brauchst auch nix mehr durch 1,11 teilen.


    Bsp.: 10.000m³ Erdgas (Heizwert 10kWh/m³, Brennwert 11,1kWh/m³)
    entsprechen 111.000kWh Ho oder 100.000kWh Hu.
    Jetzt hat der Wärmeerzeuger einen Wirkungsgrad Ho = 90% und Hu = 99,9%.
    111.000kWh * 0,9 = 99.900kWh
    100.000kWh * 0,999 = 99.900kWh


    tschau

  • Zitat

    Verchromen und / oder galvanisieren funktioniert doch mit Strom und nicht mit (Heiz)wärme.


    nee nee,
    die verschiedenen Bäder müssen schon passend temperiert sein,
    so kann man gut Diffusions- und Reaktions- bestimmende Prozesse einstellen


    Zitat


    Von daher würde ich das BHKW stromgeführt betreiben und auch am Stromlastgang ausrichten. Die Wärme aber natürlich nicht wegkühlen, sondern schauen wo du die verwendet bekommst.


    sehr wahrscheinlich wird hier wirklich die Wärme der limitierende Faktor sein. Strommäßig wird das BHKW gut ausgelastet sein...vermutlich


    Zitat

    N Tool dafür kenne ich außer Handarbeit+Excel nicht. Wenn man das beruflich wie Fire macht, dann gibts da sicher was. Aber da wir in der Industrie sind, sind wir auch weit weg von Standardlösungen.


    sind auch nicht viel anderes, als etwas professionellere excel-Lösungen
    ...und Standard gibt es eh nie.
    Aber solch Objekte haben echt ein Vorteil, da die Lastgänge einfach direkt eingelesen werden können und man so extrem genau simulieren/dimensionieren kann.


    Ich hatte erst kürlich eine Galvanikfirma (dort nur 2-Schichtig) und die Lastgänge sahen prima aus und es kam ein dickes Plus raus,
    obwohl die Strompreise echt unterirdisch niedrig sind.

  • Und die haben primär wegen ner alternativen Möglichkeit der Wärmeerzeugung angefragt und die Stromerzeugung als pos. "Nebeneffekt" mitgenommen???
    Kann ich kaum glauben.
    Das BHKW für diese Firma fährt wärme- o. stromgeführt? Oder Mischbetrieb mit nem größeren Puffer um Stromspitzen abzufangen und die Wärme nicht wegkühlen zu müssen?


    tschau

  • Also für Galvanik benötigt man tatsächlich temperierte Bäder (ca.90°). Nicht zu verwechseln mit der Elektrolyse.


    Um den Strom mache ich mir garkeine gedanken! Immerhin haben wir auch eine Gießerei, die mit Induktionsöfen betrieben werden!


    Ich habe mal die JDL angehangen... vieleicht könnt ihr ja mal drüber schauen!

  • Guten Morgen zusammen,



  • Zitat

    Mit Vergütungen mein ich die Zahlungen, die z. B. aus KWKG oder EEG resultieren.


    Na für Deine Thesis solltest Du Dich damit schon auseinandergesetzt haben
    ...findet man ja auch im Forum genug Hinweise.
    Tipp: nach KWKG wirds richtig rubeln
    zur Gegenüberstellung könnte man auch EEG aufzeigen, wenn aber ncith eine Biogasanlage in unmittelbarer Nähe steht, wird da ncihts gescheites rauskommen.


    Zitat

    Derzeit sind in sieben Energieräumen ca 1800kW Heizleistung mit Kesseln installiert! Für die Galvanik ein 750kW und ein 290kW Kessel. Man kann da auch durchaus von Prozesswärme sprechen würde ich sagen!


    naja,
    dann wäre es hilfreich wenn man eine kleine Lageskizze hätte, wo welche Verbraucher sind und was die jeweils benötigen (und das wann....Thema Lastgang)


    Zitat

    Ich freue mich sehr, wenn jemand von euch kurz etwas zu meinen Kennlinien sagt.... Sachdienlichen Hinweisen bin ich sehr dankbar!


    da hat sich nichts zu den ursprünglichen Anmerkungen geändert
    ...ein Lastgang ermittelt aus durchschnittlichen Monatsverbräuchen ist zu ungenau
    man braucht das viel feiner...beim Versorger gäbe es die stündlichen Werte...oder auch so mal einen gewissen Zeitraum zumindest tageswerte erfassen und ein paar Tage auch mal exakter.


    Zitat

    Zur Info: unter klein Kessel verstehe ich die verteilten Anlagen auf dem Werksgelände! Die Wärme des Großraumkessels kann ich aufgrund der hohen Vorlauftemperatur (160°C) leider nicht durch ein BHKW ersetzen. Bei dem Dampferzeuger in Werk 2 beträgt die Vorlauftemperatur sogar 180°C.


    nö,
    160°C könnte man auch mit separaten Abgaswärmetauscher erreichen....zumindestens ein Teil der Wärme könnte man somit auf dies Temperaturniveau heben.
    ....oder man könnte auch eine Turbine einsetzen, die schafft das locker,
    dürfte in der Leistungsklasse vll Schade sein, da die Turbinen deutlich geringere elektrische Wirkungsgrade haben.


    Zitat

    Ich werde wahrscheinlich zu der Erkenntnis kommen, dass bei der derzeitigen Situation (Zentrale Versorgung durch einen 6,98MW Großraumkessel, lange Leitungswege, hohe Verluste) die Firma nicht geeignet ist für eine moderne, energieffiziente Technologie!


    Naja, die Leute haben unterschiedlichste Vorstellungen für eine sinnvolle Investition....meist halt über die Wirtschaftlichkeit.
    In diesem Fall dürfte eine Amortisierung rein für das Gerät bei vll 2 Jahre liegen...wenn das nicht reicht???
    aber natürlich müssen Periphjeriekosten und co. berücksichtigt werden. Dass kann es schon ganz schön vermiesen und man landet vielleicht nur bei 3-4 Jahre. Kombiniert mit entsprechenden Förderprogrammen bekommt man immernoch fantastische Eigenkapitalrenditen und wenn das immernoch nicht reicht, dann könnte DAS auch ein Ergebnis der Thesis sein.