Herzlich Willkommen zum Technologieforum OSMO am 16. · PDF file01.01.2016 · Imagination at work Jenbacher Produkte und Anwendungen Neueste Entwicklungen bei Jenbacher – Unsere

Herzlich Willkommen

zum

Technologieforum OSMO

am 16. & 17.09.2015

Imagination at work

Jenbacher Produkte und AnwendungenNeueste Entwicklungen bei Jenbacher –Unsere Antworten auf kommende Herausforderungen

Joachim PottOSMO Technologieforum 2015

© 2015 General Electric Company – All rights reserved

Distributed Power Produkt Portfolio

3

0.1 – 5.0 MW 5 – 25 MW 25 – 50 MW 50 MW – 100 MW

TYPE 2

250 kW – 330 kW

TYPE 3

500 kW – 1 MW

Type 4

800 kW – 1.5 MW

Type 6

1.5 MW – 4.4 MW

Type 9

9.5 MW

LM2500

16 – 32 MW

LM6000

41 – 52 MW

LMS100

100 MW

VGF*

120 kW – 880 kW

VHP*

315 kW – 1.5 MW

275GL+*

1.9 MW – 3.6 MW

VGF*

120 kW – 880 kW

VHP*

315 kW – 1.5 MW

275GL+*

1.9 MW – 3.6 MWLM2500

16 – 32 MW

LM6000

41 – 52 MW

LMS100

100 MW

Power Generation

Mechanical / Direct Drive

Mobile / Emergency Power

J320 Gas Engines

1 MW

mobilFlex J320 / VHP*

Gas Engines 1 MW

12V 228 Diesel

Engines 2 MW

TM2500* Gas Turbine

22 – 31 MW* Trademark of General Electric Company


Jenbacher Portfolio

4

3 4 6Jenbacher

BaureiheJenbacher

Baureihe

Jenbacher

Baureihe2Jenbacher

Baureihe

• Elektrische Leistung:

844 – 1.562 kW (50

Hz), 852 – 1.421 kW

(60 Hz)

• V12, V16 & V20

Zylinder

• 1.500 rpm (50 Hz)

1.800 rpm (60 Hz)

• Gelieferte Motoren:

>2.000

• Seit 2002 im

Produktprogramm


1.639 – 4.491 kW (50

Hz) 1.622 – 4.335 kW

(60 Hz)

• V12, V16, V20 & V24

Zylinder

• 1.500 rpm (50 Hz, 60

Hz mit Getriebe)


~3.500

• Seit 1989 im

Produktprogramm


526 – 1.063 kW (50

Hz), 633 – 1.059 kW

(60 Hz)

• V12, V16 & V20

Zylinder

• 1.500 rpm (50 Hz)

1.800 rpm (60 Hz)


> 7.500

• Seit 1988 im

Produktprogramm


248 - 330 kW (50

Hz), 335 kW (60 Hz)

• V8 Zylinder

• 1,500 rpm (50 Hz)

1,800 rpm (60 Hz)


> 1000

• Seit 1976 im

Produktprogramm

9• Elektrische

Leistung: 9.500

kW (50 Hz), 8.550

kW (60 Hz)

• V20 Zylinder

• Elektrischer

Wirkungsgrad:

48,7%

• Gesamtwirkungs-

grad: 90%

• 1.000 rpm (50 Hz),

900 rpm (60 Hz)

Jenbacher

Baureihe


Flexible und kundenspezifische Lösungen

5

Deponiegas

Klärgas

Erdöl-

Begleitgas

Sondergase

Biogas Gewächshäuser

BHKW

KWKK

Grubengas

Inselbetrieb

http://www.ge-energy.com/prod_serv/products/recip_engines/en/gas_types/biogas_landfill.htm

http://www.ge-energy.com/prod_serv/products/recip_engines/en/gas_types/biogas_landfill.htm

Jenbacher Produkte von GE

5 Baureihen12 Motoren200+ Versionen

6Technologie Forum

OSMO Anlagenbau 2015


J208 – Das “Arbeitspferd”

7

J208 (250 – 335 kWel)

• Seit 1976 > 1.000 Motoren installiert

• 1.500 U/min (50Hz) 1.800 U/min (60Hz)

• Erdgas/Biogas/Deponiegas/Flaregas/

Grubengas/Sondergase

Erprobt

Flexibel

Robust


Baureihe 3 – Der „Bestseller“

9

Höchste Zuverlässigkeit

Extreme Flexibilität

Bewährte Technik

Baureihe 3 (0,5 – 1 MWel)

• Seit 1988 > 8.000 Motoren installiert

• 1.500 U/min (50Hz) / 1.800 U/min (60Hz)




Nachweislich hohe Verfügbarkeit…

10

2013Plant # Site Engine

Oph @

31.12.2013

Oph/year

[hrs]

Downtime

[hrs]

Availability

[%]

1### J320 58.500 8.702 58

99,34%

2### J312 21.643 8.671 89

98,98%

3### J320 19.719 8.639 121

98,62%

4### J312 45.490 8.620 140

98,40%

5### J312 40.109 8.620 140

98,40%

2012Plant # Site Engine

Oph @

31.12.2012

Oph/year

[hrs]

Downtime

[hrs]

Availability

[%]

1 ### J320 55.546 8.749 11 99,87%

2 ### J312 30.902 8.723 37 99,58%

3 ### J320 40.469 8.703 57 99,35%

4 ### J312 26.558 8.689 71 99,19%

5 ### J320 11.080 8.687 73 99,17%


News Baureihe 3 PP’15

11

50Hz

J312 D• ~0.4%pt elektrischer Wirkungsgrad

• Wartungsplan 40/80k Bh für Erdgas/Biogas*

J316 D• ~0.9-1%pt elektrischer Wirkungsgrad

• +10kWe Leistung (pme=18bar)

• Optimierter Ölkühler

• Wartungsplan 40/80k Bh für Erdgas/Biogas*

J320 D• ~0.3 - 0.5%pt elektrischer Wirkungsgrad

• Wartungsplan 40/80k Bh für Erdgas/Biogas

* Biogas mit „Erdgasqualität“ gemäß TA 1000-0300


Type 3 D Neuer Wartungsplan

12

Wartungsplan 40k/80k

… 1/3 erhöhte Laufzeit bis zur Grundüberholung

… ermöglicht niedrigere Abschreibung/längere

Abschreibungsperiode

… ~10% Servicekosten Senkung entspricht 0.5%Pkt

eff.

50 Hz / Erdgas / Biogas m.

Erdgasqualität

3.3k 6.6k 10k

AltNeu

30k 60k

40k 80k

AltNeu

2k 4k 6k 8k 10k


Baureihe 4B - Die “High-Efficient solution”

13

Baureihe 4B (0,9 – 1,5 MWel)

• Seit 2002 > 2.500 Motoren verkauft/installiert

• 1.500 U/min (50Hz) / 1.800 U/min (60Hz)



Höchste Wirkungsgrade

Flexibel

Neueste Technologie


News Baureihe 4

14

J420 B (Erdgas)

• 1500kWe (BMEP=20.2bar) auf Anfrage

• 1% Leistungssteigerung für B305 (Standard)

• 6% Leistungssteigerung für B11 (heiße Länder)

J420 Propan (HD-5)

• Verfügbar auf Anfrage für 50/60Hz


Baureihe 4 B Neuer Wartungsplan 2015

15

Gestreckter Wartungsplan 2k => 3,3k Bh

… 50% weniger Wartungsschritte 0 => 10k Bh

… Reduzierte Stillstands-Zeit/mehr Laufzeit

… ~7-8% Kostensenkung~0.4% eff.

50 Hz / Erdgas & Biogas m.

Erdgasqualität

3.3k 6.6k 10k

Alt

Neu

2k 4k 6k 8k 10k


Baureihe 6F/H – High End Plattform

16

Baureihe 6F/H (1,8 – 4,5 MWel)

• Seit 1988 > 3.500 Motoren

verkauft/installiert

• 1,500 U/min (50Hz) / + Getriebe (60Hz)



Höchste Wirkungsgrade

Flexibel

Höchste Leistungsdichte


Spezifische Leistung/Wirkungsgrad BR 6

17

• spezifische Leistungssteigerung >120% in 20+ Jahren

• Wirkungsgradsteigerung ~40%rel in 20+ Jahren


GE‘s Jenbacher J920

Einheit J920

( 50Hz / 1,000 upm )

J920

( 60Hz / 900 upm)

El. Leistung kWel 9 500 8 550

El. Wirkungsgrad % 48,7 48,7

Heat Rate kJ / kWh 7 392 7 392

Thermische Leistung kWth 8 100 7 300

Gesamtwirkungsgra

d

% 90 90

Leistung und Wirkungsgrad am Generator, ISO 3046, Erdgas MN >80, cosPHI

1,0, 500 mg/Nm3 (@ 5% O2) NOx, Wirkungsgrad bei Hu

… Strom für

18 500 Haushalte

48.7 %

Länge Breite Höhe Gewicht

Motor 8.4 m 2,9 m 3,3 m 87 ton

Generator 5,2 m 2,5 m 2,9 m 54 ton

TCA Modul 3 m 6 m 3,4 m 36 ton

18


Hohe Flexibilität mit Mehrmotoren

Konstant hoher Wirkungsgrad

Flexibilität für

Lastmanagement

Merkmale

• Kurze Installationszeit

• Skalierbar für beliebige Größe

• Konkurenzfähige Installationskosten

Kunden-Benefit

• 48,7 % el. Wirkungsgrad

• 5 min. Startzeit

• Hoher Teillastwirkungsgrad

• Gute Lastfolge19

Neue Herausforderungen

• Trends Gasnetze

• Trends Emissionen

• Grid Code

• Regelenergiemarkt

20Technologie Forum



LNG Versorgung Europa

21

Zunehmende LNG Einspeisung

2007 2015 2020

11%

17% 18%

LNG Anteil am

Erdgasnetz


Erdgasversorgung in Europa

22

WE: zunehmender LNG Anteil

EU- Harmonisierung der Gas Standards (CEN TC234)

NL: Groningen NG (MN 84) zu MN 67? – 90+

Dk: Dänisches NG (MN 68-72) zu MN 68 -90+

DEU: heute 70-90+ Norden, 80+ Süden GER

Trend zu 70-90+ für ganz DEU

LNG Importe verändern die Gasqualität in

Europa

Trend muss in den Produkten /

Spezifikationen berücksichtigt werden

Emissionen• UNECE CLRTAP (Gothenborg) Protocol

• IED-LCP > 50MW FWL

Industrial Emission Directive Large Combustion Plants

• Umsetzung => 13. BimSchV

• MCP Medium Size Combustion Plants 1-50 MW FWL

• Verbrennungsmotoren TA-Luft “Neu”

• => 28. BimSchV ? / Formaldehyd- Neueinstufung

23Technologie Forum



UNECE CLRTAP (Gothenburg) Protokoll

24

Abgesegnet am 4. Mai 2012 – 60+ Staaten

Ratifizierung dauert 2-4 Jahre, UNECE CLRTAP wird EU Directive (= bindend)

Soll Lücke schließen zwischen “NonRoad Mobile” & “IED”

Gasmotoren > 1MWth FWL & > 500 Bh/Jahr

• ELV 2: NOx < 95mg@15%O2 (~253mg/Nm³@5%O2)

• ELV 3: NOx < 190mg@15%O2 (~507mg/Nm³@5%O2)

• ELV 1: NOx < 35mg@15%O2 (~93mg/Nm³@5%O2) definitiv gestrichen

• Keine Unterscheidung Erdgas / Nicht- Erdgas

• Obliegt dem jeweiligen Mitgliedstaat, welches Limit umgesetzt wird!


IED – Industrial Emission Directive(2010/75/EU)

25

LCP – Large Combustion Plants

Anlagen Feuerungswärmeleistung > 50MWth

– NOx < 75 mg/Nm³ @15%O2

– CO < 100mg/Nm³ @15%O2

– Kontinuierliche Messung (CEMS) ab 100 MW

Aggregationsregel: Einzelfeuerungsstätten mit <15 MWth sind ausgenommen

Status:

• In Kraft seit 2011

• Erweiterung/Überarbeitung hinsichtlich Diesel & Nicht-Erdgase bis Ende 2013

IED ersetzt IPCC & 7

weitere Direktiven

Umsetzung der

IED in nationales

Recht

IED in KraftAdaptierung

IEDELV‘s treten in

Kraft

8.11.2010 6.01.2011 7.01.2013

BREF LCP Prozess

startet

7.01.2014 1.01.2016

Betrifft nur

J920

Neuerliche Diskussion 2013+ im Zuge des BREF

Prozess?


IED LCP Umsetzung Deutschland

26

IED Umsetzung in nationales Recht bis 6. Jänner 2013

Gasmotoren wurden in 13. BimSchV implementiert

§9 Emissionsgrenzwerte für Gasmotoranlagen

„Neuanlagen“ dürfen bei keinem Tagesmittelwert die folgenden

Grenzwerte überschreiten (Abs. 1)

– NOx < 200 mg/Nm³ @ 5%O2

– CO < 250mg/Nm³ @ 5%O2

– NH3 – 5mg/m³

Für Bestandsanlagen: NOx Grenzwert von 250mg/Nm³ @ 5%O2

§1 Anwendungsbereich · Gültig für Gasmotoren in Anlagen >50 MWth FWL

§3 Aggregationsregeln· Anlagen mit einer Feuerungswärmeleistung <15 MWth

werden nicht berücksichtigt


MCP Medium Size Combustion Plant Directive1 – 50MW FWL

27

Bestandsanlagen@15%O2

@15%O2 NOx<253mg/Nm³

@5%O2

NOx<506mg/Nm³

@5%O2

Neuanlagen


TA-Luft „Neu” – Deutschland /Formaldehyd

28

Formaldehyd: seit Juni 2014 1B (EU Amtsblatt L 167):

krebserregend gem. Klasse 1B

=> Vollzugsempfehlung vom UBA/LAI => formal <1mg/Nm³

Wahrung von technischen und wirtschaftlichen

Verhältnismäßigkeiten„

CH2O < 20mg/Nm³ in Diskussion?

Bestandsschutz?

Übergangsfrist?


Energiebilanz von Gasmotoren

29

WT 1

Gemisch-

Wärmetauscher

WT 2

Öl-

Wärmetauscher

WT 3

Motorkühlwasser-

Wärmetauscher

WT 4

Abgas-

Wärmetauscher

Energiezufuhr Erdgas

100%*)Mech. Leistung

~42% WT 1

WT 2

WT 3

MKWWT 4

Abgas

Therm. Leistung

~58%

Elektr. Leistung

~40%Nutzbare therm.

Leistung ~50%Verluste

~10%

*) bezogen auf Hu


Temperaturniveaus der verschiedenen Wärmen

30

min. max. Gefahr

Motorkühlwasser 57°C 95°C Abstellung

Motoröl 70°C 90°C Abstellung

Gas-/Luftgemisch 55°C 80°C Kondensation

Abgas (40°C) 180 (220)°C Säuretaupunkt

Kondensat-

ableitung!!


Hydraulische Einbindungsmöglichkeiten

31

• 2 Stufiger Öl -Kühler

• Verschiedene auskonstruierte und

getestet Varianten komplett

gefertigt und verrohrt

• Möglichkeit der Wärmenutzung

des Wassers von

Rücklauftemperaturen von 35°C

bis 85°C

• Möglichkeit der Wärmenutzung

des Wassers von

Vorlauftemperaturen von 70°C bis

130°C

• Wirkungsgrade bis zu 92%

Interc.2.stage

Interc.1.stageOil

Engine

Flexible Integration verbessert den Gesamtwirkungsgrad

31

Möglichkeiten zur Optimierung von Gesamtwirkungsgrad

Elektrischer Wirkungsgradvs.

Thermischer Wirkungsgrad


J420B309MZ > 80; 60°C – 90°C

33

Fokus ηel

Eta_el 43.4%

Eta_total: 86.4%


J420B01MZ > 80; 60°C – 90°C1

34

Fokus

ηtotal

Eta_el 41.9%

Eta_total: 90%


Eggenfeldenmit integriertem NT-Kreislauf

2 x J312

NOx < 500 mg/Nm³

Elektr. Leistung: 2x 400 kW

ETA elektrisch: 40 %

NT-Gemischwärme: 0 kW

Nutzbare Wärme: 924 kW

ETA thermisch: 48,7 %

35© 2014 General Electric

Company – All rights

reserved

35

KWK-Forum | 18-20 März 2015


Eggenfelden

Vorteile integrierter GMK

• Wegfall des NT-Gemischkühlkreis = >Einsparung von € ~10.000,-

• Reduktion der Verlustleistung (3-5kW) => verbesserter Nettowirkungsgrad

• Reduzierte Schallemissionen (kein NT-Kreis)

• ca. 2%Pkte erhöhter Gesamtwirkungsgrad



reserved

36



BHKW Kirchdorf

37

3 x J624 13.5MWe / 12.7MWth

Elektr. Wirkungsgrad: 45,4 %

Therm. Wirkungsgrad: 43,7 %

Gesamt Wirkungsgrad: 89,1%

NT-Gemischwärme: 0 kW

Stromkennzahl > 1

Möglichkeiten der Wärmenutzung

„Niedertemperaturkessel“


Einsatz von 2 AbgasWTBeispiel - JMS420GS - Erdgas DEU

39

113 kW thermisch x 0,05€/kWh x 8000Bh = € 45.200,-/a

113 kW Unterschied

Amortisation liegt in den meisten Fällen unter 1 Jahr!

© 2015 General Electric Company – All rights reserved 40

Taulinien von Abgas für verschiedene Brennstoffe in Abhängigkeit der

Luftzahl λ


Latente Wärme Beispiel - JMS420GS - Erdgas DEU

41

Latente Wärme gesamt = 330 kW

Richtwert:

• Abgasabkühlung auf 60°C: 33%




Abgasabkühlung von 120° auf 50°C

+ 160 kW aus Abgasabkühlung

+ 170 kW latente Wärme

Wärme gesamt: 1736 kW

eta Th.: 52,6%; eta gesamt 95%


Wärmepumpenkonzept 95+


Energiezentrale Krones

43

3 x J312 (je 625kWe) + Wärmepumpe (WP)

@ 79/95°C

BHKW BHKW + WP

Pth 2.115 2.316 [kWth]

Pel 1.875 1.782 [kWe]

eta_el 40% 38% [%]

eta_th 45,1% 49,4% [%]

eta_ge 85,1% 87,4% [%]

In Betrieb seit 2009


REWAG - Energiezentrale Krones

44

Hydraulische Schaltung BHKW-Modul -

Standard


REWAG - Energiezentrale Krones

45

Hydraulische Schaltung BHKW-Modul – GMK2 ausgekoppelt


Energiezentrale Krones

46

„Gemischkühlung“ über Wärmepumpe mit Einbindung

in Heizkreis 79/95 °CIn Betrieb seit 2009


JMS 412

Durchführung

AWT2

WP AWT1ÜWT

GK2

35°

C

120°

C

120°

C

359°

C

95°C60-65°C

40°

C

44°

C

T=

75°C

103,1%

StW

T*

*StWT- Strahlungswärmetauscher

33°

C

28°

C



reserved

47

CHP*) CHP + WP

Pth 916 1198 [kWth]

WP_Pel ~ - 60 [kWel]

Pel_net 889 829 [kWel]

eta_el 43,2 % 40,3% [%]

eta_th 44,5 % 58,2% [%]

eta_ge 87,7 % 98,4% [%]


JMS 412 Besonderheiten des Projektes

48

• Einbindung der NT-Gemisch Wärme über

Wärmepumpe

• Nutzung der latenten Wärme über NT - AWT

• Zusätzliches Investment von ca. € 30.000,-

• Jährlicher zusätzlicher Wärmeertrag ca. € 60.000,-


CHP Stapelfeld E.ON/GERJ920 + Wärmepumpe

49

CHP*) CHP + WP

Pth 9,037 9,727 [kWth]

WP_Pel ~ -105 [kWel]

Pel_net 9.513 9,408 [kWel]

eta_el 48% 47.3% [%]

eta_th 45.5% 49.0% [%]

eta_ge 93.5% 96.3% [%] @ 60/105°C

Highlights

• 2-Stufige Aufladung

• 2-Stufiger Öl WT

• 3 stufiger AWT

• Keine NT – Stufe

Stromkennzahl > 1 ! @ eta_tot > 93%


Dampfnutzung


KWK– Dampfnutzung

51

Bevorzugte Lösung:

•Hohe Abgastemp. / < Masse

Wärmeverlust

Zusätzlicher

Wärmeverlust

• Abgasmassenstrom so klein wie möglich

• Abgastemperatur so hoch wie möglich

Nutzbare

Wärme

Abgasmasse


BSP: J312 C05

52


η el.: 41,8%

η dampf.: 16%

Verdichtung: 12,5

Dampfmenge C05

380kg/h (8barabs)

250kW

Abgasmassenstrom:

3426kg/h

Abgastemperatur:

427°C

Abgasleistung total:

424kW


BSP: J312 C01

53

Fokus

Abgasenergie

η el.: 40,3%

η dampf.: 21%

Verdichtung: 11,0

Dampfmenge C01

510kg/h (8barabs)

340kW

Abgasmassenstrom:

34.11kg/h

Abgastemperatur:

508°C

Abgasleistung total:

508kW

„Peaker“ - Anwendung?


Baureihe 6 Startsequenzen

55

... Bereit für die flexible Fahrweise für die Regelenergie ( SRL)

J612 / 616 / 620

• 1 min Vorschmierung

• 30 sec Hochfahrrampe

• 20 sec Synchronisierung

• 3 min Leistungsrampe bis Voll Last


Start Zeit, kalter Motor Baureihe 4

56


Start Zeit heißer Motor

57

Kriterien Regelenergiemarkt

• Teillastbereich

• Teillastwirkungsgrad

• Startzuverlässigkeit

• Last Rampe

• Kommunikations-Schnittstellen

• ………

58Technologie Forum



Kriterien Regelenergiemarkt

59

Teillast- Risiko• Brennraumverschmutzung

• Teillastwirkungsgrad

• Kondensationsgefahr

Start/Stop- Risiko• Startzuverlässigkeit

• Verschleiß

• Kondensationsgefahr


Wirkungsgrad – Teillast/Vollast

60

Elektrische Wirkungsgradeinbuße im Teillast kann zT.

durch höheren therm. Wirkungsgrad kompensiert

werden


Teillastbetrieb

61

Brennraumverschmutzung

Risiko• Ölverbrauch

• Ablagerungen/Verschlei

ß

• Emissionen

Abhilfe• Schabering

• eingeschränkter Teillastbetrieb

• Erweiterter Regelbereich

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Ele

ktr

. L

eis

tun

g [

kW

e]

zulässigerBetriebsbereich

eingeschränkterBetrieb

Mindestlast


Abgas-Kondensation (Biogas)

62

0 10 20 30 5040

70

50

90

130

150

170

110

Säurekonzentration im Abgas [mg SOx/m³]

Sä

ure

tau

pu

nk

t [°

C]

≈ 100 ppm H2S im

Treibgas

(Hu = 6,5 kWh/Nm³)

Abgasabkühlung auf > 180°C empfohlen!

Erhöhte Kondensationsgefahr im

Teillastbetrieb & Start/Stop Zyklus

Gasqualität entscheidend (Entschwefelung)


Typische Startzeiten

63

Vorschmierung

60sec

Start/Zündung

Gasventil auf

~12-15sec

0

25

50

75

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

SpeedPower

Ne

nn

dre

hzah

l

~25

se

c

Syn

ch

ron

isie

rung

~20

se

c

Standard Lastrampe

180sec

Startzyklus BR 3/4 = ~4 Minuten (vorgewärmter Motor)

Startzyklus BR 6 = 5 Minuten (vorgewärmter Motor)

Grid CodeBDEW Mittelspannungs-Richtlinie

• Zertifizierung

• Einheitenzertifikat

• Anlagenzertifikat

64Technologie Forum



Ursachen der Veränderung der Netzstruktur

• Seit 2001 ständiger Zuwachs von Erzeugungsanlagen

kleiner Leistungsklassen (< 5 MW)

• Erneuerbare Erzeugungsanlagen sind abhängig von

Wind oder Sonne, welche nicht genau prognostiziert

werden kann

• Lastschwankungen durch Sonne und Wind führen

zu instabilen Netzbetrieb

• Kleine Erzeugungsanlagen sind meist

dezentral bzw.im ländlichen Raum

65


Ursachen der Veränderung der NetzstrukturAnforderungen für Mittespannungsnetzanschluss (BDEW MS Richtlinie)

66

MS Erzeugungsanlagen Anlagen bis

2007

- Trennung vom Versorgungsnetz bei

Netzfehlern (Vectorsprungrelais)

- Standard Frequenz und

Spannungsbereich

MS Erzeugungsanlagen ab Mitte 2008

(ab 2013 Verbrennungskraftanlagen)

- Stabiler Betrieb bei Netzfehlern <150 ms,

> 5% Un

> 30% Un (VKM, Synchrongeneratoren)

- Erweiterter Frequenz und

Spannungsbereich


Ursachen der Veränderung der Netzstruktur Stabiler Netzbetrieb und dessen Anforderungen

Statische Anforderungen

• Definierter Spannungs- und Frequenzbereich,

bei denen sich die Aggregate nicht vom Netz

trennen dürfen

• Korrekte Einstellung des Entkupplungsschutz

67

Dynamische Anforderungen

• Keine Trennung der Erzeugungseinheit

bei Netzschwankungen im transienten

Zeitbereich von 0 – 150 ms, > 30% Un

Nachweis der elektrischen Eigenschaften durch Zertifizierungsprozess

Volllastbereich


Anforderungen Erzeugungseinheiten nach BDEW Prozesse

Keine gute Kontinuität vorhanden, zusammen ca. 36 Rev. von TR´s Hoher Kostenaufwand für Hersteller.

Große Unsicherheit für den Endkunden.

Technische Grundlagen und Anforderungen an VKM:

BDEW Mittelspannungsrichtlinie inkl. 4. Ergänzung

Technische Richtlinie (TR 3) --- Technische Richtlinie (TR 4) --- Technische Richtlinie (TR 8)

Regelwerke hatten Ursprung aus Erfahrungen durch Wind und Photovoltaik!!!

Nachweis der elektrischen Eigenschaften durch Messungen (statisch und

dynamisch)

mit zertifizierten Messinstitut (TR 3)

Entwicklung von Simulationsmodell (TR 4)

(durch Hersteller oder ext. Unternehmen)

Zertifizierungsprozess durch unabhängigen dritten (z.B. TÜV) seit

01.01.2014

(TR 8)

68


Bei der Durchführung dynamischer Kurzschlusstests

sollten alle Anforderungen zum sicheren und stabilen

Netzbetrieb untersucht werden, welche sich in jeder

Motor – Generator Kombination widerspiegeln.

• Leistungsbereich von 250 kW – 9,5 MW

• > 500 Gasmotor - Generator Kombinationen

• Verschiedene Gasapplikationen

• Elektrische & mechanische Einwirkungen während eines

dynamischen Event

69

Anforderungen Erzeugungseinheiten nach BDEW Herausforderungen GE Jenbacher (Einheitenzertifizierung)


Anforderungen Erzeugungseinheiten nach BDEWEntwicklungen für BDEW MS Richtlinie (Einheitenzertifizierung)• Neue robustere Generatorkombinationen

• Digitales Generator Erregersystem ermöglicht sicheren

Betrieb an statischer und dynamischer Stabilitätsgrenze

• Schnellere Detektion von dynamischen Netzfehlern

• Neue cos phi Regelsystemen nach BDEW

• Wirkleistungsreduktion bei Überfrequenz

• Entwicklung von GE Jenbacher Simulationsmodell

70


Anforderungen Erzeugungseinheiten nach BDEWNetzintegration von Mehranlagen

Erzeugungsanlage (EZA)

Betrachtet die vollständige Anlage mehrerer

EZE bis zum Netzanschlusspunkt oder

unter folgenden Bedingungen der einzelnen

EZE:

Anlagenleistung > 1 MVA

Anschlussleitung > 2 km

71

Erzeugungseinheit (EZE)

Betrachtet ist nur die einzelne

Motor–Generatorkombination mit

den notwendigen Hilfsbetrieben


Anforderungen Erzeugungseinheiten nach BDEW Anlagenzertifizierung

Grundvoraussetzung für ein Anlagenzertifikat ist, das Vorhandensein von

Einheitenzertifikaten, gemäß FGW TR8, für jede einzelne Erzeugungsanlage im

Anlagenverbund. Einheitenzertifikat

!!! Jedoch das Vorhandensein von Einheitenzertifikaten ist keine hinreichende

Garantie für die Erstellung eines Anlagenzertifikates!!!

Der Anlagenzertifizierer erbringt den Nachweis der elektrischen Eigenschaften, mittels

Simulationsmodell in Verbindung mehrere Erzeugungseinheiten. Anlagenzertifikat

Bei Inbetriebsetzung bestätigt zusätzlich ein unabhängiger

dritter die Konformität der Erzeugungsanlage.

Konformitätserklärung

72


- Dynamischer Grid Code

- Statischer Grid Code

-Kein spezifischer Grid Code für

VKM bekannt / Standard-Auslegung

73

Grid Code Herausforderungen Europa*

GE Jenbacher Kenntnis für Anforderungen an Mittelspannungsanschluss Europa*

ERZMAN = Erzeugungsmanagement

EISMAN = Einspeisemanagement

74

Schnittstellen/Kommunikation


ERZMAN - ErzeugungsmanagementEISMAN - Einspeisemanagement

75

Standardpaket vorhanden

Weiter Signale müssen projektspezifisch festgelegt werden

P-Reduktion

PV : 0/30/60/90% Leistung

VKM: 0/Pmin(50%)/ xx/

Leistung


EZA REGLER (Energieerzeugungsanlagenregler)

Anforderung an die EZA: +Spannung- und Frequenzhaltung

+Netzstützung bei Störung im Netz

+Regelfähigkeit

• Ist eine Einrichtung die dafür sorgt, dass die vom Netzbetreiber

geforderten Sollwerte und Vorgabeverfahren am Netzanschlusspunkt

eingehalten werden

• In der Regel wird hierfür eine Messung am Netzanschlusspunkt

benötigt, auf deren Grundlage ein Regler Sollwerte an die EZE

weiterleitet

76

Technologie

Forum


EZA REGLER (Netzpunkt)

Verfahren Beschreibung

Blin

dle

istu

ng

cosphi Externer oder fester cosphi Sollwert

Q Externer oder fester Q Sollwert

Q(U) Spannungsabhängige Blindleistungseinspeisung

Q(P) Leistungsabhängige Blindleistungseinspeisung

Cosphi(P) Leistungsabhängiger Leistungsfaktor

Wirkleistung P Wirkleistungsreduktion (0/50%/xx%)

(Digital Kontakte , mA Signal, Bus,...)

77

Technologie

Forum


EZA Regler – GE Lösung

EZA Regler SchrankHardwareOptionale Bussysteme:IEC60870-5-101 / 104Profibus DPModbus RTU

Datenbereitstellung

Kunde

78

GE Herstellererklärung


Anlagen-Erweiterung

3 xxV, 50Hz

MS- NETZ

Einspeisemanagement

FERNWIRK-Anbindung über VPN

mit

IEC60870-5-101 ,

IEC60870-5-104 , ect….

NETZBETREIBE

R

EIGENTUMSGREN

ZE

GE Jenbacher

EZE

Verbraucher

KUNDE

Q,

P

Q,

P

Q,

P

NAP

Altanlage

Neuanlage

EZA Regler

ABKLÄRUNG MIT

NETZBETREIBER NOTWENDIG!

79


Kommunikation

3 xxV, 50Hz

MS- NETZ1. Netzbetreiber/

Einspeisemanagemen

t

GE Jenbacher

EZE Verbrauche

r

KUNDE

GE Jenbacher

EZE

Q,

P

Q,

P

Q,

P

EIGENTUMSGREN

ZE

80

2.1

Direktvermarktung

2.2

POOL-Betreiber

Kommunikationsbox

von POOL- Betreiber

Master EZA –Regler

(bei Bedarf)

Die Effizienztechnologie Kraft-Wärme-Kopplung ist in der Lage,

den weiteren Ausbau der fluktuierenden erneuerbaren

Stromerzeugung aus Wind und Sonne zu ermöglichen und ist

damit die perfekte Technologie der Energiewende.

Die KWK hebt zudem Effizienzvorteile im Wärmesegment!!

Jenbacher Gasmotoren von GE – Entwicklungen für eine sichere und stabile

Energieversorgung der Zukunft


EEG 2014 Richtlinie: Vepflichtung zur Direktvermarktung

Seit Inkrafttreten des EEG 2014 zum 1.8.2014 gilt für alle Neuanlagen eine

verpflichtende Direktvermarktung, wenn die installierte Leistung 500 kW

übersteigt.

Ab dem 1.1.2016 werden auch Anlagen mit einer installierten Leistung ab 100 kW

zur Direktvermarktung verpflichtet (EEG 2014, §37).

Diese verpflichtende Direktvermarktung gilt nicht für Bestandsanlagen (EEG 2014,

§100, Absatz 1, Nr. 6).

Im Biogasbereich besteht allerdings eine Eigenheit der Direktvermarktung in der

bereits im EEG 2012 festgelegten Direktvermarktungspflicht für Strom aus

Anlagen, die nach dem 1.1.2014 ans Netz gegangen sind und deren Leistung

mindestens 750 kW beträgt.

Über die verpflichtende Direktvermarktung für Neuanlagen hinaus besteht ab dem

EEG 2014 zudem die verpflichtende Fernsteuerbarkeit für alle Anlagen der

Erneuerbaren Energien, deren Strom direktvermarktet wird.

82

http://www.juraforum.de/gesetze/eeg-2014/37-einspeiseverguetung-fuer-kleine-anlagen

http://www.juraforum.de/gesetze/eeg-2014/100-allgemeine-uebergangsbestimmungen

http://www.next-kraftwerke.de/wissen/direktvermarktung/verpflichtende-fernsteuerbarkeit

© 2015 General Electric Company – All rights reserved 83

Danke!

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Herzlich Willkommen zum Technologieforum OSMO am 16. · PDF file01.01.2016 · Imagination at work Jenbacher Produkte und Anwendungen Neueste Entwicklungen bei Jenbacher – Unsere