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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 Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
Solar unterstützte BiomassenahwärmenetzeSolar unterstützte Biomassenahwärmenetze Heizen mit HackgutHeizen mit Hackgut
Energieinhalt: 730 kWh / m³ Kosten: € 10 - 15 / m³
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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
Jahresenergiebilanz EFH/WEJahresenergiebilanz EFH/WE
Wärmebedarf für Brauchwarmwasserbedarf
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Ener
gie
[kW
h/M
onat
]
Wärmebedarf für Brauchwarmwasserbedarf
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
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Wär
meb
edar
f [kW
h/M
onat
]
Wärmebedarf für Heizung
Wärmebedarf für Brauchwarmwasserbedarf
0
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600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
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2.400
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Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Wär
meb
edar
f [kW
h/M
onat
]
Wärmebedarf für HeizungWärmebedarf für BrauchwarmwasserbedarfSolarertrag in den Speicher
0
200
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600
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1.200
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Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Wär
meb
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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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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
lect
or A
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[m²]
Sw e d en
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France
Solar unterstützte BiomassenahwärmenetzeSolar unterstützte Biomassenahwärmenetze
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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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
3,0
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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 Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
~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
Solar- unterstützte Mikronetze Solar- unterstützte Mikronetze Niedrigenergiehaussiedlung “Sundays” Niedrigenergiehaussiedlung “Sundays”
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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
Installation der Kollektoren
Pufferspeichervolumen 14 m³ Puffer mit Zellulose gedämmt
Solar- unterstützte Mikronetze Solar- unterstützte Mikronetze Niedrigenergiehaussiedlung “Sundays” Niedrigenergiehaussiedlung “Sundays”
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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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
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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
Indirekte Einbindung des Solarsystems Indirekte Einbindung des Solarsystems Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“
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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
Indirekte Einbindung des Solarsystems Indirekte Einbindung des Solarsystems Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“
Energiemengen Feistritzer
0
1000
2000
3000
4000
5000
April MaiJu
niJu
li
August
Septem
ber
[kw
h]
Brauchwasser, Raumheizung
Speicher- u. Netzverluste
Solarertrag
Nachheizung (Fernwärme)
Nachheizung elektrisch
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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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20
30
40
50
60
70
80
90
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]
Indirekte Einbindung des Solarsystems Indirekte Einbindung des Solarsystems Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“Mehrfamilienwohnhaus „Feistritzer“
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Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004Solar unterstützte Biomassenahwärmenetze Salzburg am 5. November 2004
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