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Optimierung der Wirtschaftlichkeit von regionalen Energieerzeugungssystemen mit wachsendem Windkraft- und Solaranteil bei bedarfsgerechter Wärme- und Stromversorgung
TronSOFT befasst sich mit der Migration von Energieerzeugungssystemen von Regionen zu Systemen zunehmend basierend auf erneuerbaren Energien.
Anwenderzielgruppen sind: - Investoren, Betreiber von Energieerzeugungssystemen (50Hz Transmission, Vattenfall, EON, ENBW, EWE, EWN, Stadtwerke),
- Hersteller (MAN, Siemens, ABB, Alstom, Boge, Power Lines Communica-tions Co. Ltd., General Electric, KBB Underground, Dresser-Rand),
- Regierungsbehörden - Entscheidungsfindung zur Raumordnungsplanung.
Betrachtet werden Energieversorgungssysteme mit hohem Regelenergiebedarf, der bei großem, wachsendem Windkraft- und Solaranteil entsteht.
Es wird eine großtechnische Lösung für die Region auf der Basis von lieferbaren Baugruppen angestrebt, die bis 2020 realisierbar sein soll.
Wärmekraftwerke sind und bleiben ein wichtiger Bestandteil der Energieversorgung. Sie werden integriert und ihre Abwärme, die gegenwärtig verloren geht, wird verwendbar gemacht. Die Energiespeicherung von fluktuierender Überschussenergie erfolgt durch Druckluft (CEAS) und soweit kurzfristig machbar auch durch Wasserstoff und Methan.
Im Standortkonzept wird das Stromnetzkonzept als gegeben vorausgesetzt. Gestaltet werden sowohl ein Drucklufterzeugungs-, Druckluftspeicher- und Druckluftleitungskonzept als auch ein Gaserzeugungs-, Gasspeicher- und Gasnetzkonzept.
Die Struktur des Energieerzeugungssystems wird modular mit austauschbaren Bausteinen abgebildet. Als Bausteine sollen in der Region existierende bzw. möglichst kurzfristig lieferbare Komponenten von Herstellern modelliert werden, die in das System eingefügt werden könnten. Die Module werden nach Kommunikation mit Herstellern und nach deren Angaben modelliert.
Die Regelenergieerzeugung erfolgt mit Wärmekraftwerken und Druckluftspeicherkraftwerken mit dezentraler Drucklufterzeugung in Verbindung mit (Fern)-Wärmeerzeugung entsprechend / 1/.
Es wird exergetisch minderwertige Abwärme verwendbar gemacht: 1. Kompressionswärme aus
a. Gasverdichtung von Erdgas,
b. Druckluftherstellung zur Energiespeicherung.
2. Abwärme aus Kraftwerken
3. Abwärme bei der Wasserstoff- bzw. Methanherstellung.
Dadurch werden ein ähnlich wie bei der Kraft-Wärmekopplung hoher Systemwirkungsgrad und eine verbesserte Primärenergieausnutzung für das Energieversorgungssystem bei bedarfsgerechter Energieerzeugung erreicht.
Die Systemwirkungsgradverbesserung (z. B. durch aufwendigere Auskopplung minderwertigerer Wärme) und der entgegenlaufende technische Aufwand sind zu optimieren. Nach Voruntersuchungen / 2/ ist ein Systemwirkungsgrad um 80 % zu erwarten.
Die Optimierung erfolgt durch eine thermodynamische Wirtschaftssimulation. Literatur / 1/ Patentschrift 10 2008 050 244.8 Verfahren und Anordnung zur dezentralen Energieversorgung (DZE) mit Block-Speicher-Kraft-Heiz-Kühl-Funktion (BSKHKWF) DE102008050244 / 2/ Studie: Dezentrale Energieversorgung (DZE) mit Block-Speicher-Kraft-Heiz-Kühl-Funktion (BSKHKWF) Studie zur Patentanmeldung / 3/ 150, 300, 400 MW Second Generation CAES Plant Concepts Based on Various Combustion Turbines http://www.powerlinesco.com/Pictures/Downloads/2nd_Generation_CAES_Power_Concept.pdf / 4/ McIntosh Power Plant http://powersouth.com/mcintosh_power_plant/ / 5/ ERDGAS-ENTSPANNUNGSANLAGE ARLESHEIM http://www.energiezukunftschweiz.ch/cms/liniee/fuehrungen/erdgasentspannunganlage/Doku.pdf / 6/ Adiabatische CAES (Adele) http://www.rwe.com/web/cms/de/365478/rwe/innovationen/stromerzeugung/energiespeicherung/druckluftspeicher/projekt-adele/ / 7/ Methanisierung, SolarFuel-Technologie http://www.zsw-bw.de/themen/brennstoffe-wasserstoff/gasprozesstechnik/, http://www.solar-fuel.net/herausforderung / 8/ Energiespeicherung über Wasserstoff, http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolyseur, http://www.siemens.com/press/de/pressemitteilungen/2011/industry_solutions/iis201106732.htm / 9/ Das Hybridkraftwerk https://www.enertrag.com/projektentwicklung/hybridkraftwerk.html / 10/ Simulation von integrierten Systemen und Anlagen http://www.zsw-bw.de/dienstleistungen/modellierung/energieerzeugungs-systeme-und-anlagen/ / 11 Boge Kompressoren zur dezentralen Drucklufterzeugung und Wärmegewinnung http://boge.de/product/schraubenkompressoren/index.jsp?msf=200,100,100 http://www.boge.com/de/artikel/download/Technical-paper_de.pdf
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