aee intec institut für nachhaltige technologien solar unterstützte biomassenahwärmenetze salzburg...

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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004

AEE INTECAEE INTECInstitut für nachhaltige TechnologienInstitut für nachhaltige Technologien

GleisdorfGleisdorf

AUSTRIAAUSTRIA

Ing. Josef SchröttnerAEE INTEC

Arbeitsgemeinschaft ERNEUERBARE ENERGIEInstitut für Nachhaltige Technologien

A-8200 Gleisdorf, Feldgasse 1903112/5886-23

www.aee.at [email protected]

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Solar unterstützte BiomassenahwärmenetzeSolar unterstützte Biomassenahwärmenetze Heizen mit HackgutHeizen mit Hackgut

Energieinhalt: 730 kWh / m³ Kosten: € 10 - 15 / m³

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Energiequelle SonneEnergiequelle Sonne

In Graz die durchschnittliche Sonneneinstrahlung jährlich ~1.100kWh/m² beträgt

Wussten Sie: Das die Sonne jedes

Jahr 2.500 mal soviel Energie liefert als die gesamte Erdbevölkerung jährlich verbraucht

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Energiequelle SonneEnergiequelle Sonne

Österreichweit werden an jedem Werktag mehr als 600m² Sonnenkollektoren installiert

Österreich ist somit Europaweit Spitzenreiter bezogen auf die installierte Kollektorfläche pro Einwohner

Installierte Kollektorfläche in Österreich bis Ende 2003

Gesamt 2.693.177 m²

Annahme: Kollektor - Lebensdauer 20 Jahre (1983-2003)

Austria Solar G.Faninger. IFF-Universität Klagenfurt

Standard - Kollektor

77%

Kunststoff - Kollektor

22%

Vakuum - Kollektor

1%

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Jahresenergieertrag von verschiedenen Jahresenergieertrag von verschiedenen EnergieträgernEnergieträgern

1,5

6

350

0 50 100 150 200 250 300 350

[kWh/m²a]

Wald

Energiewald

Sonnenkollektor für dieWarmwasserbereitung

Jahresenergieertrag von verschiedenen Energieträgern

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Jahresenergiebilanz EFH/WEJahresenergiebilanz EFH/WE

Wärmebedarf für Brauchwarmwasserbedarf

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

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750

800

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Ener

gie

[kW

h/M

onat

]


0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

2.200

2.400

2.600

2.800

3.000


Wär

meb

edar

f [kW

h/M

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Wärmebedarf für Heizung


0

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400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

2.200

2.400

2.600

2.800

3.000


Wär

meb

edar

f [kW

h/M

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]

Wärmebedarf für HeizungWärmebedarf für BrauchwarmwasserbedarfSolarertrag in den Speicher

0

200

400

600

800

1.000

1.200

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1.600

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2.200

2.400

2.600

2.800

3.000


Wär

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f [kW

h/M

onat

]

Wärmebedarf für Heizung

Wärmebedarf fürBrauchwarmwasserbedarf

Solarertrag in den Speicher

Heizen und Warmwasser mit der Sonne

Heizen und Warmwasser mit Sonne und Biomasse

Heizen und Warmwasser mit Sonne und Biomasse

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Sommerbetriebsweise von solaren Biomasse Nahwärmenetzen:

Im Sommer wird die Energie zu nahezu 100% von der Solaranlage zur Verfügung gestellt:

Vorteile von solaren Biomasse Nahwärmenetzen:

CO2 Neutrale EnergieversorgungRegionaler Nutzen durch lokal anfallende BiomassenutzungNahezu 100% Sommerdeckung durch das Solarsystem möglich:o Vermeidung der Inbetriebnahme von Schwachlastkessel

welche mit fossilen Brennstoffen betriebenen werdeno Vermeidung des Teillastbetriebes vom Biomassekessel

SommerbetriebSommerbetrieb

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Mehr als 70 europäische Anlagen mit Kollektorflächen über 500 m² zeigen interessante, ökonomische und ökologische Lösungen für eine nachhaltige Wärmeversorgung.

European Large-scale Solar Heating Plants

0

1500

3000

4500

6000

7500

9000

10500

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64

Col

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[m²]

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Solar unterstützte BiomassenahwärmenetzeSolar unterstützte Biomassenahwärmenetze

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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze in Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze in ÖsterreichÖsterreichSolarunterstützte Biomasse Nahwärmenetze in Österreich:Derzeit sind ca. 587 Biomasse Nahwärmenetze installiert

Gesamtleistung: ca. 760 MW

Davon arbeiten rund 20 Anlagen mit einer solaren Unterstützung ca. 12.000 m² installierte Kollektorfläche

31

46

53

65

77

27

20

106

14

1 2 14

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 - 150 150 -300

300 -600

600 -1000

1000 -2000

2000 -3000

3000 -4000

4000 -5000

5000 -6000

6000 -7000

7000 -8000

8000 -10000

10000 -12000

12000 -15000

15000 -25000

Anschlussleistung [kW]

Anz

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Ungefähr 1% der in Europa installierten Kollektorfläche sind in solaren Nahwärmenetzen in Verwendung (Stand 2002) entspricht ca. 130.000 m² installierter Kollektorfläche

Was sind solare Nahwärmenetze ?Zentrale Wärmeversorgung von 2 bis 1000 Wohneinheiten

Solare Nahwärmenetze bestehen aus folgenden Komponenten:Eine Heizzentrale mit KesselWärmeverteilnetzKollektorflächeZentrale Wärmespeicherung

Solar unterstützte BiomassenahwärmenetzeSolar unterstützte Biomassenahwärmenetze

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Solare Nahwärmenetze können durch unterschiedliche Speicherkonzepte unterteilt werden in:Kurzzeitspeicher WochenspeicherLangzeitspeicher

System mit Kurzzeit-

Wärmespeicher

System mit Wochen-

Wärmespeicher

System mit Langzeit-

Wärmespeicher Solarenergie eingesetzt für

Warmwasser Warmwasser

und Raumheizung

Warmwasser und Raumheizung

Solarer Deckungsanteil am gesamten Wärmebedarf

10 bis 20% 30 bis 40% 40 bis 70%

Kollektorfläche je Wohneinheit 2 bis 4 m² 4 bis 10 m² 10 bis 40 m²

Speichervolumen je m² Kollektorfläche 50 bis 70 l/m² 200 bis 400 l/m² 2000 bis 4000 l/m²

Investitionskosten für den Solarteil je m² beheizte Fläche

20 bis 25 €/m² 30 bis 50 €/m² 90 bis 150 €/m²

SpeicherSpeicher

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Vorteile von solaren Nahwärmenetzen:Wesentlich mehr Einsparung an fossilen Energieträgern (im Vergleich zu zentralen kleinen Solarsystemen)Besseres Kosten zu Nutzen Verhältnis (im Vergleich zu zentralen kleinen Solarsystemen)

0,9

2,0

2.5 2.3

1.4

4.0

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

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3,5

4,0

4,5

Kleine Anlagen Große Anlagen mit Kurzzeit-Wärmespeicher

Große Anlagen mitSaisonalspeicher

Verbesserungum 60 - 70%

Verbesserungum 20 - 40%

Spanne Kosten -Nutzenverhältnis

Ac?ll < 10 m²fsol < 15 %

Acoll > 1000 m²fsol = 50-70 %

Acoll > 100 m²fsol < 20 %

Vorteile von solar unterstützten Vorteile von solar unterstützten BiomassenahwärmenetzenBiomassenahwärmenetzen

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Solare Nahwärme Bad MitterndorfSolare Nahwärme Bad Mitterndorf

Eckdaten:Solare Biomasse Nahwärmeversorgung in Bad MitterndorfBj. 1997

1.120 m² Kollektorfläche130 m³ Energiespeichervolumen

Kesselleistung: 4000 kWLeistung Solaranlage: ~750 kWNetzlänge: 13.000 m (130 Objekte)

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Solar- unterstützte Mikronetze Solar- unterstützte Mikronetze Niedrigenergiehaussiedlung “Sundays” Niedrigenergiehaussiedlung “Sundays”

Energiebedarf 8 kWh/m² Jahr 230 m² KollektorflächeLeistung Solaranlage: ~150kW 14 m³ Pufferspeichervolumen Nachheizung–Hackgutkessel 40 kW Solarer Deckungsanteil Raumheizungsunterstützung und Warmwasser ~60 %

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~25m²/WEspez. Speichervolumen: 60l/m²

Kollekto

rfeld

T 2

T 3

Kessel

Energiespe icher

Kaltwasser

Ka ltwasser

Kaltwasser

Warm wasser

Warm wasser

Warm wasser

Boiler

Bo iler

Bo iler


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Installation der Kollektoren

Pufferspeichervolumen 14 m³ Puffer mit Zellulose gedämmt


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Indirekte Einbindung des Solarsystems Indirekte Einbindung des Solarsystems Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“

6 WE und Physiotherapie Heizlast 32 kW 30 m² KollektorflächeLeistung Solaranlage 20kW 3 m³ Pufferspeicher Nachheizung – Biomassefernwärme Solarer Deckungsanteil Raumheizungsunterstützung und Warmwasser ~20 %Wärmeabgabesystem Wand- und Fussbodenheizung

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Energie -speicher3.000 l

Fernwärm eübergabe-station30 kW

W ärm everteilung für6 Wohneinheiten und Artz tprax is

E -H eizung 400 W

36 kW Brauchw asserbereitung

Ka ltwasserWarm wasser

W M Z n

36 kW Brauchw asserbereitung

Ka ltwasserWarm wasser

W M Z n

W M ZFe rnw.

W M Z N etz

Kollekto

rfläche 30 m

²

Neigung 45°

T12K oll

T2S ol R L

T3S ek V L

T4S ek R L

T1S ol V L

W M ZS olar

Daten-logger

T11P o

T10 Pm

T9P u T8F W R L T7F W V L

T5N e tz V L

T6N e tz R L

T13A us se n

F e i s t r i t z e r

~4m²/WEspez. Speichervolumen: 100l/m²


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Energiemengen Feistritzer

0

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2000

3000

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April MaiJu

niJu

li

August

Septem

ber

[kw

h]

Brauchwasser, Raumheizung

Speicher- u. Netzverluste

Solarertrag

Nachheizung (Fernwärme)

Nachheizung elektrisch

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0

10

20

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100

21.06.04 22.06.04 23.06.04 24.06.04 25.06.04 26.06.04 27.06.04 28.06.04

Datum

Syst

emte

mpe

ratu

r [°

C]

Außentemperatur [°C]

Wärmeverteilnetz Rücklauf [°C]

Wärmeverteilnetz Vorlauf [°C]


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Die Zukunft geht uns alle an!! Für die Zukunft Die Zukunft geht uns alle an!! Für die Zukunft eine COeine CO22 neutrale Energieversorgung neutrale Energieversorgung

Danke für´s zuhörenDanke für´s zuhörenJosef SchröttnerJosef Schröttner

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