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Biogas 

Stellschrauben und Potenziale -welcher Aufwand ist sinnvoll?

B                                      Kompetenznetzwerk  Biogas Weimar GermanyThomas  Knauer www.biogaskompetenz.deauftriebsmotor@freenet.de

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:

22.09.2018

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.

22.09.2018

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 www.biogaskompetenz.deAuftriebsmotor@freenet.de

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!