Imagination at work Flexible Fahrweise von BHKW – Status Quo und zukünftige Entwicklungen Biogas Spezialberater/-innen – Modul Erfahrungsaustausch Linz,

Imagination at work

Flexible Fahrweise von BHKW – Status Quo und zukünftige EntwicklungenBiogas Spezialberater/-innen – Modul ErfahrungsaustauschLinz, 13. - 14. Okt. 2014

2 /GE Jenbacher / Regelenergie

13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company

4 Baureihen

• Elektrische Leistung von 250 – 330kW

• 8 Zylinder• 1,500U/min

(50Hz) / 1,800U/min (60Hz)

• über 1.000 Motoren geliefert

• Seit 1976 im Produktprogramm

• Elektrische Leistung von 900 - 1500 kW

• 12/16/20 Zylinder 1,500U/min (50Hz) / 1,800U/min (60Hz)



• Elektrische Leistung von 1800 - 4400kW

• 12/16/20/24 Zylinder

• 1,500U/min (50Hz)



BR

• Elektrische Leistung von 500 – 1000 kW

• 12/16/20 Zylinder• 1,500U/min

(50Hz) / 1,800U/min (60Hz)



2 BR 3 BR 4 BR 6

Copyright 2012, General Electric Company



GE Jenbacher Produkte

- 4 Baureihen- 11 Motoren- 190 Versionen



Beispiel Biogas Gosdorf J312GS Herausragende Verfügbarkeit

• Erreichte 8.740 Bh von 8.760 möglichen Betriebsstunden (2005)

• 99.8% Verfügbarkeit bei Biogas

• Flottendurchschnitt 98+% Verfügbarkeit bei Biogas (~500 Anlagen)

1% Punkt Verfügbarkeit ~ 1%Pkt Eta_el~8.000€/a

500kWe/EEG 16c/kWhel/8500Bh/a



Wichtige KriterienOptimierte Regelung und Kommunikation (Schnittstellen) sind der “enabler” für verbesserte

-Performance

-Bedienbarkeit

-Verfügbarkeit

Höher verfügbare Anlagen werden vom Poolbetreiber „belohnt“ und bevorzugt

angefragt

->mehr Ertrag



GE Jenbacher Produktentwicklung

Wirkungsgradoptimierungam Beispiel der BR 6



Effizienz• Elektrischer

Wirkungsgrad

• Thermischer Wirkungsgrad

• Gesamt-Wirkungsgrad

Investitionskosten• Invest

Betriebskosten• Betriebs- und Wartungskosten

• Instandhaltungskosten

Gas Motor

Optimierte Verbrennung• Klopffestigkeit(Miller-Steuerzeiten)

• Abmagerbarkeit

• NOx Emissionen

Erhöhte spezifische Leistung

• Erhöhter Wirkungsgrad

• Reduzierte spezifische Kosten

Produktflexibilität• Umgebungstemperatur

• Aufstellungshöhe

• Feuchtigkeit

Kunden-/Produktanforderungen

Copyright 2012, General Electric Company



BMEP / Efficiency – Type 6Spezifische Leistung/Wirkungsgrad BR 6

• spezifische Leistungssteigerung >100% in 20+ Jahren • Wirkungsgradsteigerung ~30%rel in 20+ Jahren



Primary (PRL)Secondary (SRL) Tertiary (SRL)

Regelenergiemarkt (DEU)

PrimärRL (PRL)

SekundärRL (SRL)

MinutenRL (MRL)

Zeit/min Leistung

30sec/1MW 5min/5MWe1st MWe <30sec

15min/15MW

Aktivierung automatisch (∆f)

elektronisch (Bus)

telefonisch

Pooling Ja Ja Ja

Auktion wöchent./1 Tarif

wöchentl./4 Tarife

täglich/ 12 Tarife

Verfügbarkeit 100% 100% 100%

Ziel-Segment



Kriterien Regelenergiemarkt

• Teillastbereich• Teillastwirkungsgrad• Startzuverlässigkeit• Last Rampe• Kommunikations-Schnittstellen• ………



Kriterien Regelenergiemarkt

Teillast- Risiko• Brennraumverschmutzung• Teillastwirkungsgrad• Kondensationsgefahr

Start/Stopp- Risiko• Startzuverlässigkeit• Verschleiß• Kondensationsgefahr



TeillastbetriebBrennraumverschmutzung

Risiko• Ölverbrauch• Ablagerungen/

Verschleiß• Emissionen

Abhilfe• Schabering• eingeschränkter

Teillastbetrieb• Erweiterter Regelbereich

J312

D225

J312

D25

J412

B250

100200300400500600700800900

Unlimitierter Betrieb

eingschränk-ter Betrieb

Mindestlast

Ele

ktr

. Leis

tun

g [

kW

e]



Wirkungsgrad – Teillast/Volllast

J420

Elektrische Wirkungsgradeinbuße im Teillast kann zT. durch höheren therm. Wirkungsgrad kompensiert werden



Abgas-Kondensation (Biogas)

0 10 20 30 5040

70

50

90

130

150

170

110

Säurekonzentration im Abgas [mg SO x/m³]

Säu

reta

up

un

kt

[°C

]

≈ 100 ppm H2S im Treibgas

(Hu = 6,5 kWh/Nm³)

Abgasabkühlung auf > 180°C empfohlen!

Erhöhte Kondensationsgefahr im Teillastbetrieb & Start/Stop Zyklus



Typische Startzeiten

Vorschmierung60sec

Start/ZündungGasventil auf~12-15sec

0

25

50

75

100

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

SpeedPower

Nen

ndre

hza

hl

~25se

c

Syn

chro

nis

ieru

ng

~20se

cStandard Lastrampe

180sec

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

Startzyklus BR 6 = 5 Minuten (vorgewärmter Motor)



CH4-Signal/Startverhalten

Heizwertänderung/Startverhalten

Spülleitung zur Fackel, Boiler oder Gasspeicher

Gasregelstrecke

CH4

Gasspeicher

DIA.NE®

XT3:

4 Gasarten

Signal für Gasartenumschaltung bzw. Interpolation



Anforderungen an BHKW

- Kommunikation/Schnittstellen

- Regelzeit 30 Sek. PRL- Regelzeit <5min. SRL- schnelle Lastrampen für

PRL- sicheres Startverhalten -

SRL- optimaler Wirkungsgrad im

Teillastbereich- Wartungsplan 14 Tage im

Voraus- Notkühlung- Pmin <40% für Regelleistung- Wärmegeführt

Stromgeführt



Zusammenfassung• Gasmotoren sind für Volllast im Dauerbetrieb

optimiert

• 50 -100% Teillast ist ohne Einschränkungen möglich

• Regelenergiebetrieb ist eine neue Herausforderung• Niedrige Lastpunkte oder häufiger Start/Stopp Zyklen können

die Wartungskosten erhöhen• Verschärfte Anforderungen hinsichtlich Startzuverlässigkeit

und Lastrampe realisierbar

• Weitere Erfahrungen und Untersuchungen im Regelenergiebetrieb sind erforderlich• Einfluss erweiterter Teillastbetrieb• Start/Stopp Zyklus• Kommunikations-Schnittstellen



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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