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PV hybrid systems for 5 remote sites in the german alps

Das Projekt "PV hybrid systems for 5 remote sites in the german alps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Alpenverein e.V. durchgeführt. Objective: Photovoltaic, hybrid electricity supplies for five different sites in the German Alps. The mountain huts are not connected to the grid. Lightning protection of the systems is a major concern. Economic operation and reduced ecological pollution are aims of the project. General Information: Five remote sites are equipped with PV generators for lighting, household appliances, communication equipment and water pumping. The auxiliary generators are foreseen to operate only if the demand cannot be met by the pv part. In the four small installation the inverter operates only on demand of 220 V ac load. The two larger systems use a special transformerless inverter (developed for the project SE/134/83, Rappenecker Hof), which is operating continuously. 'Global monitoring' is made for the small installations, and 'Analytical monitoring' for the two larger stations. Nr. of subsystems: 5 Power of subsystems: 900, 1000, 1040, 5000, 5400 Wp Total power: 13,3 kWp Backup: Diesel, gas (and wind at one site) Number of modules: 266 Module description: 20 Siemens SM50 (Purtscheller) and 152 AEG PQ36/45 (Brunnstein, Meiler, Mindelheim) and 94 TST MQ36D/53 (Watzmann). Connection: 24 V (for systems smaller than+ 1 kWp) or special Support: special mounting (no holes in the roof) on the sheet metal roofs Max power tracker: none Charge controller: special design by Uhlmann Solarelectronic, IBC Battery: Bayern, Fiamm, Hoppecke, Hagen Batt. (V): 24 V for systems smaller than= 1kWp; special connection for the 2 large systems Capacity (Ah): 100 and 150 Ah at 162 V, 500 and 600 Ah at 24 V. Inverter: Special transformerless inverter at two sites. (Watzmannhaus and Mindelheimer Huette) with 10 kVA each of FhG-ISE (sinusoidal). At two other sites (Purtscheller and Brunnstein): 'Al-elektronic' (trapezoidal) with 1.6 kVA each. At Meiler Huette: 'Sunpower' 2 kVA (sinusoidal). Load description: For lights: fluorescent lamps for 24 V and 230 V. Water pump. Low consumption household appliances, freezers, refrigerators, dish washers ecc. Monitoring: 'Global' for the 4 small systems, 11 data, daily, manual reading of mechanical meters. 'Analytical' for the two larger systems: data, hourly averages stored in data logger.

Teil C

Das Projekt "Teil C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Die Nutzung erneuerbarer Energien wie Biogas, Klär-, Gruben- und Deponiegas, im Bereich der Kraft-Wärmekopplung erfordert eine Energiewandlung, die sowohl robust, effizient und wartungsarm ist, als auch eine Umsetzung der genannten Gase mit geringen Schadstoffemissionen ermöglicht. Darüber hinaus ist eine dezentrale Energieversorgungsstruktur unentbehrlich, um die kostenintensive nachträgliche Einrichtung von Fernwärmenetzen zu vermeiden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit für kleine, dezentrale BHKW-Einheiten, die eine direkte Wärmenutzung vor Ort erlauben. Beide Anforderungen erfüllen Stirlingmotor-BHKW. Infolge der kontinuierlichen, äußeren Verbrennung kann der Brennstoff stabil, effizient und mit geringen Emissionen umgesetzt werden. Außerdem ist der Stirlingmotor aufgrund des geschlossenen Kreisprozesses unempfindlich gegenüber Verschmutzungen beispielsweise durch die Verbrennungsprodukte, sodass größere Wartungsintervalle erreichbar sind als bei Motoren mit innerer Verbrennung. Stirlingmotor-BHKW können zudem im kleinen und kleinsten Leistungsbereich bis herunter auf 1 kW elektrische Leistung ohne nennenswerte Wirkungsgradeinbußen eingesetzt werden. Durch die vergleichsweise geringen elektrischen Wirkungsgrade von Mikrogasturbinen und insbesondere Stirling-BHKW können diese Anlagen in vielen Fällen nicht mit üblichen Motor-BHKW konkurrieren. Gleichzeitig sind Mikrogasturbinen und Stirling-BHKW bezogen auf die elektrische Leistung teurer als Motor-BHKW. Dennoch gibt es potenzielle Einsatzbereiche für diese beiden Technologien im Schwachgasbereich, die anhand von exemplarischen Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Potenzialabschätzungen aufgezeigt werden. Ziel des Projektes ist die wissenschaftliche Begleitung von Stirlingmotor-BHKW im Betrieb mit Bio-, Gruben- und Klärgas und Mikrogasturbinen im Betrieb mit Biogas an sechs verschiedenen Standorten im Feld. Neben der Auswertung von Leistungs- und Emissionsdaten sollen auch allgemeine Erfahrungen gesammelt und notiert werden, um eventuell vorhandene technische Risiken aufzudecken und bewerten zu können. Parallel dazu wird die Wirtschaftlichkeit der Geräte untersucht.

Teil A

Das Projekt "Teil A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Reutlingen, Reutlingen Research Institute (RRI) durchgeführt. Die Nutzung erneuerbarer Energien wie Biogas, Klär-, Gruben- und Deponiegas, im Bereich der Kraft-Wärmekopplung erfordert eine Energiewandlung, die sowohl robust, effizient und wartungsarm ist, als auch eine Umsetzung der genannten Gase mit geringen Schadstoffemissionen ermöglicht. Darüber hinaus ist eine dezentrale Energieversorgungsstruktur unentbehrlich, um die kostenintensive nachträgliche Einrichtung von Fernwärmenetzen zu vermeiden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit für kleine, dezentrale BHKW-Einheiten, die eine direkte Wärmenutzung vor Ort erlauben. Beide Anforderungen erfüllen Stirlingmotor-BHKW. Infolge der kontinuierlichen, äußeren Verbrennung kann der Brennstoff stabil, effizient und mit geringen Emissionen umgesetzt werden. Außerdem ist der Stirlingmotor aufgrund des geschlossenen Kreisprozesses unempfindlich gegenüber Verschmutzungen beispielsweise durch die Verbrennungsprodukte, sodass größere Wartungsintervalle erreichbar sind als bei Motoren mit innerer Verbrennung. Stirlingmotor-BHKW können zudem im kleinen und kleinsten Leistungsbereich bis herunter auf 1 kW elektrische Leistung ohne nennenswerte Wirkungsgradeinbußen eingesetzt werden. Durch die vergleichsweise geringen elektrischen Wirkungsgrade von Mikrogasturbinen und insbesondere Stirling-BHKW können diese Anlagen in vielen Fällen nicht mit üblichen Motor-BHKW konkurrieren. Gleichzeitig sind Mikrogasturbinen und Stirling-BHKW bezogen auf die elektrische Leistung teurer als Motor-BHKW. Dennoch gibt es potenzielle Einsatzbereiche für diese beiden Technologien im Schwachgasbereich, die anhand von exemplarischen Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Potenzialabschätzungen aufgezeigt werden. Ziel des Projektes ist die wissenschaftliche Begleitung von Stirlingmotor-BHKW im Betrieb mit Bio-, Gruben- und Klärgas und Mikrogasturbinen im Betrieb mit Biogas an sechs verschiedenen Standorten im Feld. Neben der Auswertung von Leistungs- und Emissionsdaten sollen auch allgemeine Erfahrungen gesammelt und notiert werden, um eventuell vorhandene technische Risiken aufzudecken und bewerten zu können. Parallel dazu wird die Wirtschaftlichkeit der Geräte untersucht.

Teil B

Das Projekt "Teil B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. Die Nutzung erneuerbarer Energien wie Biogas, Klärgas, Grubengas und Deponiegas, im Bereich der Kraft-Wärmekopplung erfordert eine Energiewandlung, die sowohl robust, effizient und wartungsarm ist, als auch eine Umsetzung der genannten Gase mit geringen Schadstoffemissionen ermöglicht. Darüber hinaus ist eine dezentrale Energieversorgungsstruktur unentbehrlich, um die kostenintensive nachträgliche Einrichtung von Fernwärmenetzen zu vermeiden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit für kleine, dezentrale BHKW-Einheiten, die eine direkte Wärmenutzung vor Ort erlauben. Beide Anforderungen erfüllen Stirlingmotor-BHKW. Infolge der kontinuierlichen, äußeren Verbrennung kann der Brennstoff stabil, effizient und mit geringen Emissionen umgesetzt werden. Außerdem ist der Stirlingmotor aufgrund des geschlossenen Kreisprozesses unempfindlich gegenüber Verschmutzungen beispielsweise durch die Verbrennungsprodukte, sodass größere Wartungsintervalle erreichbar sind als bei Motoren mit innerer Verbrennung. Stirlingmotor-BHKW können zudem im kleinen und kleinsten Leistungsbereich bis herunter auf 1 kW elektrische Leistung ohne nennenswerte Wirkungsgradeinbußen eingesetzt werden. Durch die vergleichsweise geringen elektrischen Wirkungsgrade von Mikrogasturbinen und insbesondere Stirling-BHKW können diese Anlagen in vielen Fällen nicht mit üblichen Motor-BHKW konkurrieren. Gleichzeitig sind Mikrogasturbinen und Stirling-BHKW bezogen auf die elektrische Leistung teurer als Motor-BHKW. Dennoch gibt es potenzielle Einsatzbereiche für diese beiden Technologien im Schwachgasbereich, die anhand von exemplarischen Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Potenzialabschätzungen aufgezeigt werden. Ziel des Projektes ist die wissenschaftliche Begleitung von Stirlingmotor-BHKW im Betrieb mit Biogas, Grubengas und Klärgas und Mikrogasturbinen im Betrieb mit Biogas an sechs verschiedenen Standorten im Feld. Neben der Auswertung von Leistungs- und Emissionsdaten sollen auch allgemeine Erfahrungen gesammelt und notiert werden, um eventuell vorhandene technische Risiken aufzudecken und bewerten zu können. Parallel dazu wird die Wirtschaftlichkeit der Geräte untersucht.

Verstromung von KWK-Abwärme mit ORC-Anlage

Das Projekt "Verstromung von KWK-Abwärme mit ORC-Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Kempen GmbH durchgeführt. Da die produzierte Wärme, aufgrund der tendenziell sinkenden Nachfrage, besonders in den Sommermonaten nicht mehr abgenommen werden kann, müsste die KWK-Anlage in ihrer Leistung reduziert werden. Dadurch würden gleichzeitig auch die Stromproduktion und damit die Einnahmen sinken. Um aber auch in Zukunft wirtschaftlich agieren zu können, ist die optimale Auslastung des BHKW mittels einer ORC-Anlage, welche die überschüssige Abwärme nutzt und damit wiederum Strom produziert, geplant. Der Grundgedanke hierbei ist, das vorhandene BHKW in seiner Effizienz zu verbessern und die Stromproduktion im KWK-Prozess zu steigern. Zusätzlich soll die gesamte anfallende Abwärme aus der KWK und der ORC-Anlage der Fernwärmeversorgung zugeführt werden. Ziel des Vorhabens ist es, den elektrischen Wirkungsgrad des BHKW um 2,02 Prozent auf 44,03 Prozent zu erhöhen und damit auf die Verlagerung der Nachfrage von weniger Wärme hin zu mehr Strom reagieren zu können. Das BHKW besteht aus fünf KWK-Anlagen mit einer Gesamtleistung von rd. 13,5 MW. Es wird beabsichtigt die Abgase der Gasmotoren von drei KWK-Anlagen als Wärmequelle für die ORC-Anlage zu nutzen. Dazu muss ein Thermoölkreislauf zwischen den Gasmotoren und der ORC-Anlage installiert werden, der die Energie abgasseitig (ca. 450 oC) aufnimmt. Wahlweise kann diese Energie dem ORC-Prozess zugeführt oder bei entsprechendem Wärmebedarf über einen Wärmetauscher an die Fernwärmeleitung ausgekoppelt werden. Auch ein Mischbetrieb, d.h. ein Teil der Energie wird dem ORC-Prozess und ein Teil der Fernwärmeversorgung zugeführt, ist vorgesehen.

Teilprojekt 1: Sirch

Das Projekt "Teilprojekt 1: Sirch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sirch Tankbau-Tankservice Speicherbau GmbH durchgeführt. 1. Vorhabensziel: Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Baureihe von Warmwasserspeichern mit einem Volumen von etwa 5 bis 100m3 zur Aufstellung außerhalb des Gebäudes. Die spezifischen Kosten (incl. Wärmedämmung) sollen ca. 750 bis 1000 €/m3 Wasservolumen betragen. Das Hauptaugenmerk der Entwicklung liegt auf einer möglichst weitgehenden Reduzierung externer und interner Verluste des Speichers. Externe Verluste sind Wärmeverluste durch die Speicherhülle. Diese sollen durch den Einsatz hocheffizienter Dämmmaterialien und -techniken um min. Faktor 5 gegenüber konventionell gedämmten Warmwasserspeichern reduziert werden. Hierzu sollen die Technologien 'Vakuumdämmung' und 'transparente Wärmedämmung' untersucht und adaptiert werden. 2. Arbeitsplanung Meilenstein 1 05/2014: Die Voruntersuchung hinsichtlich Wärmedämmung, transparenter Wärmedämmung und Schichtbe- und -entladeeinrichtung sind erfolgreich abgeschlossen. Bestmögliche Materialien und Technologien sind identifiziert bzw. entwickelt. Meilenstein 2 04/2015: Die Basisvariante des Funktionsmusters ist erfolgreich gefertigt, angeschlossen und messtechnisch untersucht.

Pilot demonstration of eleven 7MW-Class WEC at Estinnes in Belgium (7MW-WEC-BY-11)

Das Projekt "Pilot demonstration of eleven 7MW-Class WEC at Estinnes in Belgium (7MW-WEC-BY-11)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WIP, Wirtschaft und Infrastruktur GmbH & Co Planungs-KG durchgeführt. Objective: This action focuses on demonstrating the development of a cost-effective large scale high capacity wind park using new state-of-the-art multi megawatt turbines coupled with innovative technology used to stabilize the grid. A key objective of the 7-MW-WEC-by-11 project is to introduce a new power class of large-scale Wind Energy Converters, the 7MW WEC, onto the market which has the potential to significantly contribute to higher market penetration levels for wind electricity in Europe. The new 7MW WEC will be designed and demonstrated at a large scale: eleven such WECs will be demonstrated in a 77 MW wind park close to Estinnes (Belgium). The wind park will be the first large-scale on-shore wind park in Belgium and the first in the world that will consist of this mega turbine power class. Key challenges related to wind power will be addressed in this demonstration action ranging from technical issues (network stability and security), to financial aspects (cost effectiveness) to environmental issues (landscape pollution). First, the mega turbines will be developed and installed in series ; this is envisioned to significantly reduce costs and increase the market value. Second, new power electronics technology and improved wind forecasting will be used to stabilize the grid in the high capacity wind park. Improved forecasting is envisioned to furthermore improve the cost-effectiveness of the high capacity wind park (reduced imbalance costs, improved commercial value). Third, the 7MW turbines will be used to maximize wind energy capacity, while reducing landscape pollution and environmental impact: such a WEC generates more than double the energy in the same given area when compared to conventional 2MW turbines and requires the placement of fewer turbines when compared to conventionally used wind turbines. Lessons learned in developing the high capacity Estinnes wind park will be adapted to a different national context with a weak grid system, Cyprus.

Kleines Biomassekraftwerk fuer den Einsatz im laendlichen Raum

Das Projekt "Kleines Biomassekraftwerk fuer den Einsatz im laendlichen Raum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Arcus Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Objective: Based on a 60 kg/h laboratory gasifier an increased type is being proposed as demonstration plant. General Information: The test plant runs with different kinds of biomass and is suited to all sizes below 40 mm and to changing humidity content. The gas produced was almost free of tars. A motor had been in operation for several days already. The plant size of the next generation will be 200 kWel and 200 kwth with the special goal to get automatic continuous operation. Here, the gas cleaning subsystem will gain great importance to enable the intended long motor operation . The following partners will cooperate in the project. -ARCUS company (SME ) as the developer of the gasifier and coordinator of the project. The new plant will be installed in the site of the company supplying the company with electricity and heat and feeding the surplus electricity into the grid. -Stork Comprimo comp. (NL) for the gas cleaning subsystem. Comprimo is an experienced engineering company with special know-how in gas cleaning. It designed and installed the gas cleaning for the Dutch power plant Buggenum. -BIBA Institute (D) being experienced in automation, system analysis and renewable energies. BIBA will participate for plant definition, operational permit and evaluation. -Joanneum (AT), an engineering institute being responsible for environmental items will be involved mainly in the definition and specification of the instrumentation for monitoring gas quality and emissions, and in the performance evaluation with respect to efficiency and environmental effects. -Fachhochschule Hannover (D) being responsible for the measurements and evaluation of the motor. -Zeppelin Comp. (D) will supply the motor and will participate in motor engineering but not in the role of partner but supplier to Arcus. Zeppelin is using motors from Caterpiller and modified them for many combined power stations from sizes of 50 kW to more than 1000 kW. It also tested some motors with most qasifier available during the last 10 years, thus providinq a very concentrated know-how on the gas quality needed for long life time. -Regional farmers and the farming organisation will also participate, not as partners, but as suppilers for biomass and for overcoming logistic problems of storage and steady supply. The Arcus comp. has good access to East Europe and plans to exploit the results of the demonstration within the EU-countries and also Eastern countries. Prime Contractor: ARCUS Umwelttechnik GmbH; Freren; Germany.

Windturbine fuer die Produktion von Elektrizitaet (MON 30)

Das Projekt "Windturbine fuer die Produktion von Elektrizitaet (MON 30)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Messerschmitt-Bölkow-Blohm durchgeführt. Objective: MBB will construct and demonstrate one bladed 30 m diameter, 200 kW wind turbine MON 30 which will be an enlarged version of the FLAIR -8. Innovations consist of the flexible design, hubless single blade rotor, mechanical function of control and safety devices. The wind generator will produce electrical energy at the wind power plant at Wilhelmshaven. The estimated annual yield is 300 MWh. General Information: An enlarged version of FLAIR-8 but with many innovations was constructed and installed by MBB at Wilhelmshaven in FRG. The new MON 30 is a flexible design of a single bladed wind turbine with a diameter of 30 m and nominal power 200 KW. Hubless design with speed and power regulation as well as mechanical safety devices. The components of the wind turbines don t have to take up the full strain resulting from the turbulent wind but it will be compensated by the system flexibility. Even the tower is flexible being separated into a rigid and an inclined part with the turbine at the top and the counterweight at the bottom. The blade has freedom to move in flap and lead-lag direction and controls its pitch angle passively. The electrical energy production, was backed-up into the grid. The cost per KWh is estimated at 0. 21 DM while the conventional cost is 0. 28 DM. The demonstration phase will last one year and results are expected with special interest as it is a totally new design based on the soft theory design concept. It is a cooperative project of MBB and RIVA CALZONI.Objective: To install an aircraft-derivative gas turbine of 35 MW in the contractor's power plant with the necessary alterations and to operate the system continuously and at full load under industrial conditions. General Information: The energy requirement of the chemical industry is changing towards more electricity and less steam, a balance which for conventional power plants is difficult to achieve in an energy-efficient manner. This project will demonstrate that the use of aircraft-derivative gas turbines in a conventional power plant can improve the electricity output by 30 per cent while reducing the steam production. The system comprises first a gas generator which consists of 2 compressors of increasing power built in-line, a combustor and 2 turbines of decreasing power equally built in-line. This is linked to a 3-stage power turbine which drives the electricity generator. The exhaust gases of the power turbine are ducted into a heat recovery boiler for steam production. The gas generator is the critical part as the turbine. In contrast to industrial turbines, aircraft turbines are normally not used in continuous operation and at full-load during aircraft take-off. This new aircraft-derivative gas turbine will be installed in place of an existing industrial gas turbine in the power station of Dow Chemical GmbH in Stade. The financial EEC participation of 2,330,000.-DM is limited to the innovative part of the project i.e. the construction of the...

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. In Bayern werden Klärschlämme aus der kommunalen Abwasserreinigung weitgehend verbrannt. In den großen Klärschlammverbrennungsanlagen München, Neu-Ulm und Altenstadt fallen zusammen pro Jahr etwa 30.000 t Klärschlammaschen an, die zum Teil deponiert und zum Teil als Dünger in der Landwirtschaft verwertet werden. Die Schwermetallgehalte der hier betrachteten Klärschlammaschen liegen unterhalb der Grenzwerte für Düngemittel nach DüMV. Die P-Gehalte in den Aschen sind mit 8-13% hoch, das enthaltene Phosphat weist allerdings nur eine geringe Verfügbarkeit auf. Ziel des R-Rhenania Vorhabens ist es eine AshDec-Anlage mit einer Kapazität von 30.000 t pro Jahr zu errichten und zu betreiben, mit der die bayerischen Klärschlammaschen zu hoch wirksamen Düngern verarbeitet und in den regionalen Markt gebracht werden. AshDec ist ein thermochemisches Verfahren bei dem die Aschen mit Natriumverbindungen bei 850-900 Grad Celsius im Drehrohrofen aufgeschlossen werden. Flüchtige Schwermetalle wie Cd, Pb und Hg, können über die Gasphase separiert werden. Im Rahmen des Projekts wird die Anlage geplant, errichtet und betrieben. Nach Inbetriebnahme der Anlage wird eine Optimierung der Parameter vorgenommen. Eine Massenbilanz über die Anlage soll Aufschluss über Stoff- und Energieströme geben. Die Produkte der Anlage werden eingehend auf ihre Qualität hin untersucht. Die P-Düngewirkung (sowie Verfügbarkeit und Nutzen von Si und Spurenstoffen) der erzeugten Recyclingdünger wird durch etablierte agrarwissenschaftliche Methoden inkl. umfangreichen Feldversuchen dokumentiert. Zur Beurteilung der Umweltwirkungen wird eine ökobilanzielle Betrachtung vorgenommen. Durch Untersuchungen aller deutschen Klärschlammaschen im kleintechnischen Maßstab wird ein Plan für die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Regionen Deutschlands erstellt. Die Einführung der Recyclingdünger in Bayern wird in enger Kooperation mit den wichtigsten Stakeholdern (Landwirte, Ministerien, Zulassung, Forschung) vorgenommen.

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