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Energieversorgung Motzener Straße: Möglichkeiten eines kalten Nahwärmenetzes (LowEx)
Dr. Nikolaus Meyer, Geschäftsführer Geo-En Energy Technologies
NEMO-Workshop 13.7.2015
www.geo-en.de
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Gegründet 2007, Sitz in Berlin (Schöneberg)
Planung, Bau und Instandhaltung von Energieerzeugungs-
anlagen für Wohnanlagen, Siedlungen und Gewerbe
Spezialist für multivalente Wärme- und Kälteerzeugung aus
Erneuerbarer Energie: Erd- und Umweltwärme,
Wärmepumpen, BHKWs, Photovoltaik, Wärmerückgewinnung
Eigene Technologie für
Geothermische Hochleistungsquellen (Integralsonde)
Steuerung multivalenter Energieanlagen (Energy-Manager)
Geo-En Energy Technologies
380 kW Wärmepumpe
GeoSave 930 kW, Fürstenfeldbruck
GeoSave 450 kW, Hamburg
GeoPV 50 kW, Strausberg
GeoSave 70 kW, Schwedt
GeoSave 60 kW, Berlin
GeoHybrid 450 kW, Berlin
GeoSave 380 kW, Braak
GeoSHybrid 160 kW, Berlin
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Geo-En Energieanlagen –
Planung und Bau aus einer Hand
Anlagen
-design
Varianten-
vergleich durch
Simulation
Anlagen-
planung
Anlagen-
bau
Anlagen-
Monitoring
Objekt-
analyse
Geo-En
Energieanlagen
Planung & Bau
aus einer Hand
Messung der Energieeffizienz
Soll-Ist-Vergleich
Qualitätssicherung
Wartungsmanagement
Service
Wärmepumpen
Oberflächennahe Geothermie
Brennwerttechnik, Wärmerückgewinnung
Kraft-Wärme-Kopplung
Photovoltaik, Solarthermie
Amortisationsrechnung, Szenarienvergleich
Anlagensimulation und EnEV-Bewertung
Dynamische Gebäudesimulation,
Strömungssimulation
Thermohydrodynamische Simulation
Geologisches, solartechnisches und
energetisches Engineering
Spezifikation aller Komponenten
Konstruktion von Sonderkomponenten
Entwicklung der Regelungsalgorithmen
Bau Sonderteile (z.B. Geothermie-Quellen),
Beschaffung & Kontrolle der Komponenten
Montage und Anlagenintegration
Bau und Implementierung der Steuerung
Inbetriebnahme und Prozesseinrichtung
Gebäudestruktur
Umweltenergie-Quellen
Nutzerprofil
Zieldefinition: Energieeffizienz,
Amortisation, Komfort
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Winter (Heizmodus)
Erdsonde entzieht dem Erdboden Wärme, Wärmepumpe
erhöht Temperatur auf Heizniveau (> 35 °C)
Sommer (Kühlmodus)
Wasser von Erdsonde wird direkt - ohne Wärmepumpe -
zur Gebäudekühlung genutzt. Wärme aus Gebäude
und Umwelt wird in den Erdboden abgeführt
Oberflächennahe Geothermie:
Wärmequelle, Kältequelle, saisonaler Speicher
9 - 12 °C 10 - 13 °C 50 m Alle Zahlen typische
Werte für Berlin
Geo-En Energieanlagen
Schlüsselkomponente
Geothermie
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Geringer Bohraufwand und Platzbedarf: Förderung und Einleitung von
Grundwasser über nur eine Bohrung
Sehr hohe Leistungsdichte: 10 – 100 kW pro 50 m².
Hohe Effizienz durch direkte Grundwassernutzung:
Leistungszahl > 6, Jahresarbeitszahl > 4
Kein horizontaler Wasser- und Stofftransport im Boden
(vertikale Grundwasserzirkulation im Aquifer)
Verockerungsffekte durch Design und Prozessführung minimiert
Geringer Wartungsaufwand
Langjährig erprobt und weiterentwickelt durch Geo-En
Geo-En‘s Integralsonde: Höchste Leistung bei minimalem
Platzbedarf durch vertikale Grundwasserzirkulation
Saug-
brunnen
Schluck-
brunnen
Pumpe
Geo-En Energieanlagen
Schlüsselkomponente
Geothermie
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Typische Anwendungen
Standorte mit niedrigem Gas- und hohem
Strompreis
Objekte mit Warmwasserbedarf auf hohem
Temperaturniveau
VORTEILE
Niedrige Energiekosten
Heizfunktion intelligent aufgeteilt zwischen
BHKW und Wärmepumpe
Gaseinsatz halbiert durch Einsatz
kostenloser Umweltenergie
Betrieb der Wärmepumpe mit günstigem
BHKW-Strom
Hohe Energieeffizienz
CO2 Emissionen mindestens 50% geringer
als bei reiner BHKW-Lösung
Geo-En Anlage GeoHybrid:
Hybrid aus BHKW und Wärmepumpe: Über 50% weniger Gas-
verbrauch als bei reiner BHKW-Lösung, minimale Betriebskosten
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Energiebilanz GeoHybrid
Gas: 47 kWh
Strom: 3 kWh
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Zum Vergleich:
Gaskessel: 111 kWh
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Beispielprojekt Quartier
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Projektbeispiel: Neubausiedlung Berlin-Zehlendorf
Geothermisch gespeistes Kaltnetz mit dezentralen Wärmepumpen
Geländeplan mit Wärmeversorgungsschema
Wärmepumpe
Wärmepumpen-
Container
(unter Straße)
Erdwärmesonde
Luft-Wärmetauscher
(Regeneration Erdwärme)
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Temperaturausbreitung nach Ende der 29. Kühlperiode Temperaturausbreitung nach Ende der 30. Heizperiode
Simulation der Temperaturentwicklung im Boden
90 Erdwärmesonden
Entzugsarbeit pro Jahr: 291 MWh Wärme und 243 MWh Kälte (Zirkulationsmedium: Wasser)
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Unterirdische Energiezentralen
Vorteile: • Kein Platzbedarf im Gebäude • Zutritt für Betreiber / Contractor • Eine Heizzentrale für mehrere Nutzer • Nachrüstung möglich im Altbau und innerstädtisch
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Bereitstellung von kaltem Grundwasser oder erdgekühlter
Sole zur Kühlung von Büros und Anlagen
Nutzung der oberflächennahen Geothermie als (saisonaler)
Speicher von Umweltwärme und Abwärme
Einsatz von Wärmepumpen zur energieeffizienten und
emissionsfreien Bereitstellung von Wärme, ggf. Ergänzung
weiterer Erzeuger für Deckung der Spitzenlasten und
Hochtemperaturbedarf
Betrieb der Wärmepumpen mit Strom aus Solar-, Wind-
oder BHKW-Anlagen
Verbindung von Kälte- und Wärmeabnehmern zur
hocheffizienten Ausbeutung eines Geothermiesystems
Energieversorgung Motzener Straße:
Möglichkeiten eines kalten Nahwärmenetzes (LowEx)
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Geo-En Anlagenbau
Zuverlässiger und planungsgerechter Bau der Energieanlage
Ingenieure und Fachkräfte für Maschinenbau, Kältetechnik,
Hydraulikmontagen, Bohrtechnik, Hydrogeologie
Ausrüstung und Transportfahrzeuge für Hydraulik- und Elektromontagen
Professionelles Projektmanagement
Objektspezifisches Design der SPS-Steuerung und des Energy-Managers,
Schaltschrankbau und Programmierung
Auslegung, Konstruktion und Bau von Grundwasserzirkulationsanlagen
(Integralsonde)
Spezialausrüstung und Messtechnik für Brunnenbau und geologische
Analysen, Lager mit Spezialteilen für schnelle Reaktionszeiten
Geo-En Anlagenbau Geo-En Energieanlagen
Konstruktion und
Montage
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Wärmepumpe
7 Integralsonden