Jahresdauerlinie aus Monatsverbrauch (Gas)

  • So,
    ich habe jetzt mal nach dem Vorgehen von Henrik die Jahresdauerlinie berechnet (mit den Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes Station Würzburg). Die Sieht deutlich anders aus als meine bisherigen Betrachtungen. Sie sieht besser aus, aber Aussehen ist nicht alles. ;)


    Jetzt die Fragen...


    1. Darf ich diese Jahresdauerlinie überhaupt für mein BHKW-Vorhaben benutzen oder sind diese Werte von der Realität weit entfernt?


    2. Wie aussagekräftig ist der Maximalwert der Leistung (460 kW) bezogen auf die Leistungsfähigkeit der Bestandsanlage (2*335 kW Nennleistung)?


    3. Die Trinkwassererwärmung erfolgt indirekt über die Bestandskessel in einem 550l-Tank. Ich habe jetzt angenommen, dass durchschnittlich 25 kW gebraucht werden um diesen zu erhitzen. Ist das realistisch?

  • ich habe die jahresdauerlinie im 24 stunden mittel erstellt.. weil die meisten bhkws mit pufferspeichern laufen...
    das heist eine gewisse zeitverzögerung und.. "glättung" der spitzen ist damit vorhanden..
    beim warmwasser ist es so..
    natürlich wird nicht konstant leistung gebraucht sondern irgendwann ist der speicher (trinkwasser oder puffer) zu kalt und wird aufgeheizt.. aber das spielt keine rolle denn du solltest die betriebsstunden eines bhkws immer in volllaststunden rechnen..


    das heist wenn du im jahr 9000kwh für warmwasser verbraucht hast..
    entspricht das einer dauerleistung von 1kw über jahr (8760 stunden)


    wenn du jetzt ein bhkw mit zb.. 9kw thermisch (oder8,76kw) dafür betreiben würdest würde es
    1.000 stunden laufen... und zwar vollast.. wann es diese läuft ist ja egal.. (vorerst)



    dafür habe in meiner tabelle die spalte S erstellt wo du die thermische leistung deines bhkws eingibst und die ergebniszeile darunter sagt dir dann wie der durchschnitt darauf betrachtet liegt... klingt jetzt kompliziert ist es aber nicht..


    nehmen wir die typische jahresdauerlinie.. sie endet bei 6000 stunden.. dann bleibt aber noch der konstante warmwasserbedarf.. so..


    nehmen wir an du hast ein bhkw mit... X kW thermisch dann siehst du ja wann der graph diese X kW schneidet da schaltet das bhkw ja ab(oder in teillast)


    so nehmen wir an das passiert bei.. 5000 stunden..
    jetzt haben wir noch einen rest der heizung von 1000 stunden die aber unter der leistung vom bhkw liegt und die restlichen 2760 stunden im sommer für warmwasser..


    dafür kommt der puffer ins spiel... wenn du 10 stunden lang 1kW benötigst kann ein 10kW bhkw diesen eine stunde lang beladen auch wenn die anforderung weit unter der leistung des bhkws liegt..


    deswegen meine rechnung.. du trägst also die thermische leistung(vollast) des bhkws ganz rechts ein..
    zb.. 2.5kW
    und darunter steht dann... zb 0.5kW


    das heist in die zeit sobald der graph unter der 2.5kW grenze liegt (zb. bei 5000 stunden) bis zum ende 8760 stundne liegt im schnitt eine last von 0.5 kw an...

    jetzt teilst du diese 3760 stunden (8760-5000vollaststunden) durch die 2.5 und mal 0.5 und siehe da dein bhkw läuft im sommer und übergangszeit nochmal 750 stunden.. was nicht unerheblich ist..




    was die richtigkeit dieser daten angeht.. die stimmen..
    natürlich nur aufs jahr 2012(was nahe am durchschnitt lag) betrachtet..
    aber wie mein vorredner sagte..


    wenn mal einen winter kälter wird oder ein paar leute doch mal länger duschen da hast du eh keinen einfluss drauf..
    das heist eine genauigkeit von +- 10% reicht eigentlich..

  • Danke für die ausführliche Erklärung. Ich denke, dass ich es einigermaßen verstanden habe. Diese Betriebsstunden, die innerhalb der 3760 h Betriebsstunden zusätzlich entstehen kann ich dann ja auch sicherlich mit in die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit einbeziehen, oder? Also insgesamt 5750 h, in denen auch im vollen Umfang Strom produziert wird.


    Haltbarkeits- und wartungskostentechnisch sollte man das BHKW wahrscheinlich nicht in die Teillast schicken, oder? Ich habe an einigen Stellen schon gelesen, dass möglichst immer in Volllast betrieben werden soll.

  • ja die sollten mit einflißen..
    ob man die bhkws im teillastbetrieb fahren sollte... das is schwer pauschal zu sagen.. kommt auf pufferspeichergröße an und sonstige bedingungen.. wichtig ist sich am eigenstromverbrauch zu orientieren sobald man den bhkw strom los wird.. (und wärme natürlich) sollte dies laufen.

  • Das Thema Pufferspeicher ist noch ein Thema für sich. Darüber habe ich mir noch gar keine Gedanken gemacht. Momentan läuft die Bestandsanlage ohne Pufferspeicher. Das einzige Bauteil, dass Speichert ist der Trinkwarmwassertank.


    Wie groß sollte der Pufferspeicher in Bezug auf Verbrauch und BHKW gewählt werden?


    Sollte kein Pufferspeicher vorgesehen sein, wird's im Sommer wahrscheinlich schwierig mit der Volllast, oder? Die Wärme muss ja irgendwo hin sonst wird die Anlage zu heiß? Durch die elektrische Grundlast wird immer etwas Strom eigenverbraucht. Der Rest muss dann eingespeist werden.

  • ja das thema puffer ist kein einfaches..
    vorallem bei größeren anlagen weil riesige volumen notwendig werden..


    also bei kleinen anlagen zb ecopower..
    muss ein puffer dazu.. anders funktioniert das meist nicht..


    Ich würde die speichergröße so wählen, das das bhkw 2-4 stunden am stück laufen kann und diesen beladen..


    und in den meisten fällen wird tagsüber mehr strom abgenommen als nachts.. im wohnbereich beispielsweise ab 18uhr wenn alle von der arbeit kommen und das licht anmachen und anfang zu kochen etc.


    im gewerbebereich muss man auf die arbeitszeiten und machinen achten..


    von daher sollte das bhkw dann zu dieser zeit laufen. das heist wo man den strom selbst nutzen kann..
    die wärme geht dann in den puffer und kann abgenommen werden wann man sie braucht..


    erzähl mal ein bisschen mehr über dein bauvorhaben..
    dann kann man ein bisschen ins detail gehen..


    WICHTIG: Fragebogen für eine Anlagenberatung



    hier ist ein kleiner fragebogen.

  • Hallo Henrik,


    Allgemein ist zu Sagen, dass keine richtigen Maschinen laufen. Es ist ehr ein Bürogebäude. Die Lastgänge für Strom sind für jeden Tag vorhanden. Die Grundlast an Strom liegt bei 35 kW (Nachts, Samstags, Sonn- und Feiertage). Tagsüber an den Werktagen steigt die Lastkurve ab ca. 6:00 an und hast zur Mittagszeit ihren Höhepunkt (ca. 140 kW) und sinkt dann bis ca. 18:00 wieder ab.


    zum Fragebogen:


    Verbrauchsdaten
    jährlicher Stromverbrauch: 577415 kWh
    jährlicher Gasverbrauch: 1057399 kWh


    Bestandsanlage
    Energieträger der Heizung: Gas
    Alter und Typ der der Heiztechnik: ca. 20 Jahre alt, Niedertemperaturkessel
    Art der Warmwasserbereitung: indirekte beheizt über Heizkessel
    Pufferspeicher, Solarthermie: nur Warmwasserspeicher zu 550 l
    Temperaturen der Heizkreise: 70/50 °C
    Hydraulischer Abgleich: Kann ich nicht sicher sagen, aber ehr nicht vorhanden? Die Problematik, dass einige Heizkörper weit weg vom Kessel im Winter nicht richtig warm werden ist wohl durchaus bekannt
    Art der Heizkörper: größtenteils Flächenheizkörper, ein kleiner Teil Fußbodenheizung und ein kleiner Teil über Lüftungsanlagen


    Immobilie und Rahmendaten
    Beheizte Fläche, Anzahl Bewohner: Nutzfläche ca. 11500 qm
    Art und Baujahr der Immobilie: 1992
    Erfolgte Modernisierungen: keine
    Weitere geplante Modernisierungen: Untersuchung meinerseits zum Fenstertausch/Verbesserung der Dämmung sind in Arbeit, aber wahrscheinlich viel zu teuer.
    Zweiter Abgasstrang für BHKW frei: BHKW bekommt wahrscheinlich eine extra Hütte gemauert, da die derzeitige Heizzentrale zu klein ist
    Zusammenschluss von Nachbarhäusern: nein


    Kannst du damit etwas anfangen? :)


    Edit1: Das Gebäude kühlt im Winter sehr schnell aus. Eine Nachtabschaltung gibt's derzeit nicht. Vielleicht wäre es sinnvoll einen Pufferspeicher einzusetzen, der Nachts dafür sorgt, dass das Gebäude nicht auskühlt?


    Was noch wichtig ist. Es sind 2 Kessel zu je 335 kW verbaut, die über eine Hydraulische Weiche gleichzeitig arbeiten.

  • also das sind prinzipiell wunderbare voraussetzungen für ein bhkw..


    tagsüber könnte man den strom komplett nutzen und nachts zu.. 70% damit könnte eine eigennutzung von über 80% zustande kommen..
    wäre ideal..


    wie gesagt ich denke an ein bhkw von 50kWel..


    was die pufferspeicher angeht:


    einfache rechnung:
    ein bhkw mit 100kW thermisch


    Q=m*cp* delta T


    bei einer Temperaturdifferenz von 20K
    wäre ein 4500Liter Speicher nach einer stunde beladen..


    man bräuchte also schon so.. ca 10m³ an puffer.. dann kann das bhkw 2 stunden am stück laufen (im sommer)


    allerdings..
    ein bürogebäude hat in der regel einen sehr niedrigen warmwasserbedarf..
    es ist fragwürdig ob man das bhkw im sommer überhaupt zur warmwasserbereitung einsetzen sollte..


    Ich würde das lieber im Winter, die 6000 stunden laufen lassen..



    anders sieht es natürlich aus wenn das gebäude klimatisiert ist, und über nacherhitzer verfügt.. wenn diese auch über die heizung betrieben werden läuft sie auch im sommer.. ich vermute aber ehr nicht..



    vlt kann KW Energie ja mal einen groben richtpreis in dieser größe geben, dann kannst du dir ausrechnen (oder von denen ausrechnen lassen :)) wann sich sowas amortisiert hat..
    ich vermute relativ schnell..

  • So ein BHKW sieht wirklich ganz gut aus. Bei einer 50 kW elektrisch Anlange komme ich bei ca. 3 - 4 Jahre Payback-Zeit raus, wenn alle Förderungen und Einspeiseerlöse abgegriffen werden. Ich bin auch großzügig von erhöhten Investitions- und Wartungskosten ausgegangen.


    So nun ist die Überlegung die Bestandsanlage mit 2 Niedertemperaturkesseln gegen einen Brennwertkessel zu tauschen und diesen mit den "Einnahmen" nach der Payback-Zeit aus dem BHKW zu finanzieren.


    Wie könnte ich hierzu die Größe des Brennwertkessels ermitteln? Es gibt dazu ja etliche Normen und Vorschriften. Bisher habe ich mich mit der DIN V 4108-6 vertraut gemacht um Aussagen über den Wärmeenergiebedarf in Bezug auf den Gebäudezustand (U-Werte etc.) zu machen, wo beispielsweise die meiste Wärme verloren geht.
    Aber wie komme ich auf die notwendige Leistung, die der Brennwertkessel haben sollte? Ist es so, dass der Brennwertkessel die gesamte Wärmemenge aufbringen können muss, wenn das BHKW mal defekt ist?


    Wie legt der Profi die Größe des Kessels fest? :) Gefunden habe ich hierzu die DIN V 4701 und die DIN EN 12831. Ist es sinnvoll mit diesen Normen zu arbeiten?

  • Die gültige Norm nach welcher ein Heizkessel zu bemessen ist, ist die Heizlast nach DIN EN 12831. Allerdings muss man auch schauen, ob die Trinkwassererwärmung nicht evtl. eine größere Leistung benötigt.


    tschau

  • Hallo Sebastian,
    danke für deine Antwort. Ich habe mir die DIN EN 12831 mal zu Gemüte geführt. Leider kann ich nur das "vereinfachte Verfahren" anwenden, da die Datenlage, die ich zur Verfügung habe auf viele Annahmen beruht und damals beim Bau des Gebäudes ehr wenig dokumentiert wurde. Ich hoffe, dass das Ergebnis dann trotzdem einigermaßen aussagekräftig ist.


    Ich würde ungefähr die Leistung heraus bekommen, die bereits verbaut ist. Wahrscheinlich ist sind die Heizkessel dann doch nicht überdimensioniert, wie ich es erwartet hätte.


    Ist es jetzt sinnvoll einen Kessel zu wählen der die nötige Leistung alleine ohne BHKW bringt oder beziehe ich die thermische Leistung des BHKWs mit ein? Die Frage ist, was passiert im tiefsten Winter, wenn das BHKW keinen "Kolbenfresser" hat? Habe ich damit meine Frage schon selbst beantwortet und der Kessel sollte im Notfall alles alleine stemmen können? ?(

  • DIN EN 12831 Beiblatt 2 liefer genau das..
    da sind 3 verfahren drin um den energiebedarf im bestand zu ermitteln..


    Das funktioniert eigentlich relativ gut.

  • Ich denke gerade darüber nach, wie groß ich den Pufferspeicher für das BHKW wähle. Gelesen habe ich, dass man wohl zwischen 50 - 100 l je kW thermisch nimmt.


    Henrik, du hast ja folgendes geschrieben:


    Soweit so gut. So ein Pufferspeicher könnte ja wahrscheinlich auch in den Übergangszeiten der kalten und warmen Jahreszeit zu Einsatz kommen. Somit wäre es ja theoretisch nicht nur auf die Trinkwarmwasserbereitung beschränkt.


    Wie lange sollte eine BHKW im Sommer am Tag laufen, damit sich das an- und abfahren lohnt?


    Gehen wir von einem BHKW mit 80 kW thermisch aus. Mit Q=m*cp*delta T würden dann ca. 3500 l für eine Stunde Laufzeit rauskommen (Temp.-diff. 20 K).


    Warmwasser werden im Jahr 1800 m³ gebraucht. Das macht dann ca. 5000 l am Tag. Heißt das jetzt, dass jetzt, dass man Puffer mindestens 5000 l haben muss, damit das BHKW im Sommer am Tag eine Stunde laufen kann (Verluste sind vernachlässigt)?
    Wenn ich hier jetzt die anfangs erwähnten Übergangszeiten mit einbeziehe. Wie schlägt sich das auf die Speichergröße nieder? Laut der Jahresdauerline würden ca. 86000 kWh in den Übergangsphasen mit Warmwasserbedarf benötigt werden (Bereich ab Schnittpunkt zwischen BHKW Leistung und Dauerline bis rechts).

  • hm.. es kommt drauf an..
    ich würde sagen eine stunde sollte das bhkw schon laufen...


    mit dem puffer ist es ja so.. man muss entscheiden wann das bhkw laufen soll..


    im büro zb wenn tagsüber viel strom verbraucht wird (PCs etc) sollte es demnach tagsüber laufen.. auch der warmwasserbedarf (der recht hoch ist) wird wahrscheinlich tagsüber stattfinden da keiner nachts duschen geht ;)


    von daher würde ich den puffer vlt auf 4000l dimensionieren sodass das bhkw 2mal ab tag anspringt.. im sommer..