Energieeffizienz durch Mikro-KWK in Wohngebäuden ecopower Vaillant Honda im Praxistest - Referent: Hartmut Meißner
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Energieeffizienz durch Mikro-KWK in Wohngebäuden
ecopower Vaillant Honda im Praxistest
Referent: Hartmut Meißner
PowerPlus Technologies GmbH
Gera Thüringen
Heizung + Strom + Warmwasser = ecopower Einführung KWK allgemein Überblick Mikro KWK Anlagen Technik und Einsatzgebiete Praxiserfahrungen Vorstellung von Konzepten für den Einsatz von Mini KWK Anlagen durch Versorger
PowerPlus Technologies GmbH
Die PowerPlus Technologies GmbH ist eine 100-prozentige
VAILLANT-Tochter. Mit ecopower hat sich das Unternehmen
innerhalb kurzer Zeit als Technologieführer bei Systemlösungen
der dezentralen Energieversorgung im Segment bis 5 kW
(elektrische Leistung) etabliert.
Unternehmen | 1
Firmengeschichte
1995 – 1998 Produktentwicklung (Schweiz)
1999 Beginn der Serienproduktion in Gera
2000 Valentin Energie- und Umwelttechnik
2004 PowerPlus Technologies GmbH
Tochter der
VAILLANT GmbH Co. KG
Unternehmen | 2
Kontakt
PowerPlus Technologies GmbH
Fasaneninsel 20
07548 Gera
Telefon 0365/830403-00
Fax 0365/830403-10
www.ecopower.de
Unternehmen | 3
Entwicklung des Primärenergieverbrauchs weltweit (BGR, 2007)
Wir müssen handeln!
Umwelt | 1
Internationale Klimaschutzziele
Ziel: minus 25 bis 40 Prozent
Verbrauch nichtregenerativer
Rohstoffe (Intergovernal Panel of Climate Change)
Umwelt | 2
Energieverbrauch in Deutschland
37 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs in Deutschland entfallen
auf die Beheizung von Gebäuden und die Warmwasserbereitung.
Energieverbrauch eines Hauses
Heizung (77,8 %)
Quelle: AG Energiebilanzen
Umwelt | 3
Entwicklung von Heizkosten und Miete
Energiepreissteigerung
rund 4 Prozent pro Jahr
Quelle: Statistische Jahrbücher 2000, 2003, 2006 und 2009
Umwelt | 4
Dezentrale Energieversorgung
als Alternative Hohe Energieverluste
bei getrennter Erzeugung
von Strom und Wärme
Verluste > 40%
Hoher Wirkungsgrad
der eingesetzten
Energie durch ecopower
Verluste < 10%
Umwelt | 6Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung
65% 25%
Gesamte nutzbare
Energie: 90%
Umwelt | 12Funktionsweise ecopower Mini-BHKW
Abgasführung
Ein Gas Verbrennungsmotor
treibt einen Generator an.
Gas
Der Generator produziert
Strom, welcher ins Netz
eingespeist oder vor Ort
Abgaswärme-
genutzt wird.
tauscher
Die hierbei entstehende
Abwärme versorgt über
Motor
einen Wärmetauscher das
Heizsystem und die
Warmwasserbereitung.
Plattenwärme-
tauscher
Generator
Leistungselektronik
Umwelt | 13Einbindung in die Gebäudetechnik
Einbindung Haustechnik
1 Mini-Blockheizkraftwerk
2 Heizgerät
3 Multispeicher
2
1
3
Umwelt | 14Fazit
+++ Energie ist zu teuer, um sie zu verschwenden!
+++ Energie ist zu kostbar, um nicht darauf acht zu geben!
+++ Energie ist zu endlich, um ineffizient genutzt zu werden!
Nutzen Sie unsere
Ressourcen effektiv!
Umwelt | 5Überblick Technik
Verfügbare KWK Technologien – Otto-Motor (interne Verbrennung) – Stirling-Motor (externe Verbrennung) – Dampfexpansionsmaschine – Brennstoffzelle – Gasturbine
Verfügbare Basistechnologien für Mini - Mikro KWK
Technologie Verbrennungs Stirlingmotor Dampfexpans- Brennstoffzelle
motor ionsmaschine
ablaufender interne externe externe elektrochem.
Verbrennung Verbrennung Verbrennung Reaktion
Prozess
Beispiele Ecopower / Dachs Microgen CT Lion-Powerblock HXS 1000
Premiere
Nennleistung 1,3 - 4,7 / 5,5 1 0,2 -2,2 0,8
elektr. (kW)
Nennleistung 4,0 – 12,5 / 12,5 4,0 -23,6 2,0 - 16 2,5 -22
therm. (kW) Zusatzbrenner Zusatzbrenner
Stromkennzahl 0,37 0,04 – 0,19 0,08 – 0,1 0,04 -0,32
Modulation ja / nein ja ja nein
Marktreife der Serienfertigung Markteinführung Serienfertigung Feld u. Labortests
TechnologieEntwicklungen bei Mini - Mikro KWK Anlagen
KWK – Klassifizierung des BMU • Mikro – KWK ≤ 2 kWel • Mini – KWK ≤ 15 kWel • Kleinst – KWK ≤ 50 kWel • Klein – KWK ≤ 2.000 kWel Quelle: Kleine Kraft-Wärme-Kopplung für den Klimaschutz, Informationsbroschüre des BMU 2005,iZES Saarbrücken
mikro-KWK
Erweiterung der Produktpalette im kleinen Bereich
das Vaillant mikro-KWK SystemKWK Systeme von Vaillant
Ecopower 4.7 cascade
Ecopower 4.7
KWK System
Ecopower 3.0
ICE 1 kW mCHPsystem
1 kW Stirling mCHP
EinsatzEntwicklungskooperation Vaillant/Honda im Bereich mikro-KWK
+++ Weltweit tätiger Technologiekonzern +++ Führender europäischer Hersteller
von Heizungs- Klima- und Lüftungs-
+++ Weltweit größter Motoren- und anlagen sowie regenerativen Systemen
Generatorhersteller
+++ Weitreichende Praxiserfahrung in +++ seit 2003 Tochtergesellschaft ecopower
Entwicklung und Produktion von mit KWK-Anlagen erfolgreich im
Klein-KWK-Einheiten europäischen Markt aktiv
(86.000 Praxisanlagen in Japan/USA)
Gemeinsame Systementwicklung eines
mikro-KWK-Systems im kleinen
Leistungsbereich für die Anwendung
im Einfamilienhaus
Micro-KWK | 1Aufgabenstellung der Entwicklungskooperation
Detailbeispiele des System-Anpassungs-
bedarfes gegenüber Anlagen in Japan/USA:
In-House-Aufstellung Netzanbindung
Hydraulische Anbindung Wärmebedarfsteuerung
Abgassystem Lastmanagement
Ziel des Projekts: Entwicklung und Praxiserprobung
eines Mikro-KWK-Gesamtsystems, das auf die
europäischen Umfeldbedingungen ausgerichtet ist
Beispiel Außenaufstellung mCHP-Anlage in Japan
Bisherige Praxisanlagen sind auf die Märkte in Japan
und USA zugeschnitten (in der RegelAußenaufstellung/
Garagenaufstellung).
Micro-KWK | 2ICE 1 kW-Mikro-KWK-System Honda Mikro-BHKW Vaillant Systemintegration für europäische Einfamilienhäuser Micro-KWK | 3
Honda Mikro-KWK
Das Honda Mikro-BHKW basiert auf einem erdgasbetriebenen Verbrennungsmotor.
Technische Daten:
1 kW elektrische Leistung Luftfilter
2,8 kW thermische Leistung
Generator/Starter
22,5 % elektrischer Wirkungsgrad
1 Zylinder Gasmotor
85,5% Gesamtwirkungsgrad
Ölfilter
164 cm3 4-Takt Ottomotor
Öltank
Das Gerät wurde in Japan Abgaswärmetauscher
und den USA bereits
ca. 100.000 Mal installiert.
Micro-KWK | 6Die zwei Leistungsklassen des ecopower Mini-BHKWs
Technische Daten
Umwelt | 21ecopower Mini-BHKW Überblick Technik | 1
ecopower Mini-BHKW
geöffnet, Ansicht von rechts Ansicht von hinten
Überblick Technik | 5Anschlusstechnik für alle Vaillant Systemkomonenten:
Steueranschlüsse Pro E
Signal Ein- und Ausgänge (Serie C) Netzspannung Anschlüsse (Serie C)
Überblick Technik | 6Know-How im Detail Einige technische Besonderheiten
Gas-Verbrennungsmotor
Antriebseinheit des Mini-BHKWs
Niedrige Emissionswerte
durch Drei-Wege-Katalysator
mit Lambda-Regelung
Langlebige und störungsfreie
Technik
Know-How im Detail | 3Ergänzende Produkteigenschaften
Nutzerfreundliche Bedienung
Zwei Leistungsklassen ecopower e3.0 und e4.7
Spezielles Wärme- und Schalldämmgehäuse
Entspricht höchsten Sicherheitsvorschriften
(CE-Zertifiziert)
Parallelbetrieb mehrerer Mini-BHKWs
Know-How im Detail | 4Bis zu 60 Prozent mehr Strom durch Modulation
Bis zu
Patentierte Leistungsmodulation
mehr Strom!
Anpassung der ecopower Leistung
an den tatsächlichen Bedarf
Bis zu 60 Prozent höhere
Stromproduktion durch Modulation
Wirtschaftlicher Einsatz auch in Objekten
mit geringem Strom- und Wärmebedarf
Know-How im Detail | 5Die Modulation macht den Unterschied
Thermische und elektrische Leistung
ohne Modulation mit Modulation
Know-How im Detail | 6Wärmebedarf und Abwärmenutzung
Dezentrale Stromerzeugung mit Mini-BHKW
Wärmebedarf
eines
Haushaltes
Brauchwasser
Know-How im Detail | 7Wärmebedarf und Abwärmenutzung
Dezentrale Stromerzeugung mit Mini-BHKW
Spitzenheizgerät Wärmeangebot
des modulierenden
wärmegeführten
BHKW-Moduls
Wärmebedarf
eines
Haushaltes
Brauchwasser
Know-How im Detail | 8Einstellung Steuerung Know-How im Detail | 9
Wärmeführung und Produktionsprogramm für Strom
Zwei Profile
Wärmeführung
• Individuelles Tages-Heizprogramm
• Drei verschiedene Temperaturen
Produktionsprogramm
• Stromproduktionsoptimierung
• Maximale Produktion, wenn der
Strom im Haus gebraucht wird
• Drei Produktionsstufen
Know-How im Detail | 10Aufstellbedingungen Know-How im Detail | 12
Bedingungen für den Gasanschluss
Obligatorisch installierter Gaszähler
Gaskugelhahn mit Brandschutzeinrichtung
Gesetzlich normierter Gasschlauch
Druck: Minimal 15 mbar | Maximal 50 mbar
(z. B. Sicherheitsgasschlauch
BOA Gasinix NF NW 12)
Know-How im Detail | 14Bedingungen für den Abgasanschluss
Raumluftabhängig
Abgasleitung:
lmax: 26 m; 6 x 90°
dicht (2,3 mbar)
Temperaturbeständig 120°C (PVDF)
Zuluftleitung:
lmax: bis 20m; 6 x 90°
Obligatorische Kondensatleitung:
Siphoniert (8 cm)
geneigt (2°)
Know-How im Detail | 15Gemeinsame Abgasanlage bei Kaskaden:
Vaillant Brennwertgeräte (ecoTEC, ecoVIT, ecoCRAFT) und ecopower
Bei Kaskaden mit Vaillant
Brennwertgeräten ist ein
gemeinsames Abgassystem
einsetzbar.
Know-How im Detail | 16Elektrische Einbindung
Netzeinbindung
Örtliche Vorschriften beachten
Anschluss: 5-polig; 1,5 mm2
allpolige Trennstelle
Z 10 A Sicherung
Rückspeise- und Bezugszähler
Z = geeichter ElektrozählerHydraulisches Einbindungsbeispiel Nr. 8 ecopower + ecoCraft + Hydraulische Weiche Know-How im Detail | 18
Hydraulisches Einbindungsbeispiel Nr. 1a Multifunktionsspeicher MTL Know-How im Detail | 17
Vaillant Systemkomponenten: Spitzenlastkessel ecoCRAFT
Brennwertkessel
Al-Si Guß-Wärmetauscher
mit geringem Wasserinhalt
Modulbauweise
(Wärmertauscher, Brenner,
Gebläse, Feuerungsautomat ...)
6 Leistungsgrößen:
80/120/160/200/240/280 kW
Großer Modulationsbereich
12 kW bis Nennleistung
Integriertes Brennermanagement
Abgasanschluss Ø 150/200 mm
Micro-KWK | 4Vaillant Systemkomponenten: Gas-Wandheizgerät ecoTEC
Das Gas-Wandheizgerät mit Komfort
Leistungsgrößen: 12 – 65 kW
Modulationsbereich bis 22%
Exclusiv-Variante mit Energie-
sparender Hocheffizienzpumpe
Micro-KWK | 5Wartung und Betriebsführung
Wartungszyklen des ecopower BHKWs
Dynamische Wartung
nach 4.000 – 5.000 Betriebsstunden
Kosten ca. 363,– €
inklusive Material/Arbeitszeit
Große Generalreparatur
nach ca. 40.000 – 50.000 Betriebsstunden
Kostenplanung ca 2.500 ,– €
(Motor)
Wartung und Betriebsführung | 3Wartungsverträge
Mit 5, 7 und 10 Jahren Funktionsgewährleistung
Preis :
5Jahre 7Jahre 10Jahre
Ecopower3,0 880,- 880,- 980,-
Ecopower4,7 950,- 950,- 1050,-
bis 6.000 Betriebsstunden
jede weitere Betriebstunde Euro 0,158
Ihr Ansprechpartner rund um das Thema
Wartungsverträge ist Herr Michael Koch.
E-mail: Michael.Koch@ecopower.de
Telefon: 0365-83040331Beratung und Auftragsannahme Kundendienst
*0,14 Euro/Minute aus dem deutschen Festnetz, ggf. abweichende Mobilfunkgebühren,
ab 1.03.2010 Mobilfunkpreis maximal 0,42 Euro/Minute
Wartung und Betriebsführung | 1ecopower Vertriebsingenieure
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Unternehmen | 4ecopower Kundendienst Wartung und Betriebsführung | 2
Grundlagen für Verkauf von Strom und Wärme • nov. KWK Gesetz 2009 • EEG • VDI 2077 • Heizkostenverordnung
Nutzungsmodell des KWK-Stromes im Einfamilienhaus - Nutzung zur Eigenstromversorgung - Überschuss-Strom wird eingespeist - Vergütung von 5,11 Ct/kWh Strom auf die Nettostromerzeugung - Energiesteuerbefreiung - Stromsteuerbefreiung für eigen genutzten Strom
Nutzungsmodell des KWK-Stromes im Mehrfamilienhaus
•Zählerplätze Strom im MFH Laut § 4 Absatz 3b KWKG steht einem Anschlussnehmer, in dessen elektrische Anlage hinter der Hausanschlusssicherung Strom aus KWK - Anlagen eingespeist wird, ein Anspruch auf Anerkennung eines abrechnungsrelevanten Zählpunkts (sog. Summenzähler) gegenüber seinem Netzbetreiber zu.
Stromverkauf an Mieter
Unterzähler 1
Bezugszähler Mieter 1
Versorgungsnetz des Energieversorgers
Hausanschluss
Unterzähler 2
Rückspeise- Mieter 3
zähler
-Nach neuem KWK-Gesetz zulässig Unterzähler 3
-Es wird eine Mischkalkulation gemacht
-Ein Teil Strom für die Mieter kommt vom BHKW Mieter 3
-Ein weiterer Teil von Energieversorger
-Ein Teil Strom vom BHKW wird rückgespeist
Daraus muß der Strompreis für die Mieter errechnet
werden.
+ Aufschlag = Verkaufspreis an die Mieter
Wenn ein Mieter einen anderen Stromversorger
wählen will, wird sein Unterzähler vom Hauptzähler
einfach abgezogen (Bilanzierungsverfahren).Stromverkauf an Dritte
• Der Stromverkauf an Dritte gemäß KWK §4 Abs. 3b bedingt folgendes:
zum Verkauf an Dritte muss ein Bilanzkreis bei der Bundesnetzagentur
gebildet werden. Dort müssen die Bereitstellungs- und Liefermengen
angemeldet werden und mit ¼ Std. Messungen nachgewiesen werden.
Für den Einzelnen nicht zu empfehlen da er dann Strom zukaufen muss
• Für den Verkauf an Dritte empfiehlt sich einen Stromhändler zu suchen und
über diesen an den Dritten zu verkaufen.
• Für diesen Strom sind dann die gesamten Umlagen fällig, KWK, EEG,
Konzessionsabgabe, Netzentgelte und die Stromsteuer,
• Stromverkauf an den Versorger.
Einspeisevergütung gemäß Baseload Preis ca. 4,3 Ct/kWh
• Preise zzgl. Bonus KWKG 5,11 Ct/kWhGesetz zur Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung
* Gilt ab 1. Januar 2009 für 10 Jahre ab Inbetriebnahme
Förderprogramme | 4• Zählerplätze Wärme RECHTSBEZIEHUNGEN DES HAUSEIGENTÜMERS ZU SEINEN MIETERINNEN Für die Versorgung der Mieter/-innen mit Wärme gilt der laufende Mietvertrag weiter. Die Wärmekosten verteilen Hauseigentümer/-innen per Nebenkostenabrechnung auf ihre Mieter/-innen. Dabei gelten wie zuvor die Heizkosten und Betriebskostenverordnung (siehe Glossar). Grundsätzlich darf der Eigentümer nur die Brennstoffkosten und die anteiligen Betriebskosten zur Erzeugung der Wärme auf die Mieter umlegen. Die Ermittlung erfolgt zukünftig über die VDI 2077
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
Faktoren für einen Wirtschaftlichen Betrieb von KWK Anlagen • niedriger Gaspreis ++ • hoher Wärmebedarf im Gebäude ++ • großer Anteil an der Eigenstromversorgung ++ • Strompreis hoch ++ • Fördermaßnahmen als Anschubfinanzierung +
Betriebskosteneinsparung bei voller Leistung
und 100 % Eigenverbrauch
Einsparung bei:
5.000 Betriebsstunden = 3.392,50 €
8.000 Betriebsstunden = 5.428,00 €
Förderprogramme | 10Einsatzgebiete ecopower Mini-BHKW
Ein-, Zwei- und Mehrfamilienhäuser
Gewerbebetriebe
Hotels, Pensionen, Gasthöfe
Fitness-Studios, Gesundheits- und
Therapiezentren
Kindergärten, Schulen, Sporthallen
Verwaltungsgebäude,
Pflege- und Seniorenwohnheime
Umwelt | 20Referenzen Erstes Mehrfamilienhaus in Deutschland, das mit Bioerdgas versorgt wird Referenzen | 1
Referenzen Großes Einfamilienhaus mit Pool bei Papenburg Referenzen | 2
Referenzen Hotel AURORA, 45 Betten, Kappeln, Drehort für die ZDF-Serie »Der Landarzt« Referenzen | 4
Referenzen Finkenwerder Bäcker, Hamburg-Finkenwerder Referenzen | 5
Referenzen Gartenbaubetrieb HARMS, Rauderfehn Referenzen | 6
Referenzen Landwirt, Heinz Imken, Hasellünne Referenzen | 8
Referenzen 4 Fun, Fitness-Studio, Kappeln Referenzen | 9
Mit ecoCalc.pro die Wirtschaftlichkeit berechnen
Schnelle Berechnung
der Wirtschaftlichkeit:
www.ecopower.de
Für den BAFA-Antrag
Wirtschaftlichkeit mit
ecoCalc.pro berechnen!
Förderprogramme | 14Konzepte für den Einsatz von Mini-KWK durch
VersorgungsunternehmenVernetzung als Virtuelles Kraftwerk Chancen • Das Beispiel VW – Lichtblick zeigt, dass der Einsatz von Mini – KWK in neue Dimensionen gehen kann • Stückzahlen von bisher gesamt Mini-KWK von ca. 6000 Stck./ Jahr werden erheblich übertroffen • Der klassische Einsatzfall für Mini KWK muss neu überdacht werden • Plan Lichtblick bis 10.000 Anlagen / Jahr • KWK bekommt mehr Aufmerksamkeit
Vernetzung als Virtuelles Kraftwerk
Anforderung an die Technik
• Anlagen müssen fernsteuerbar sein
Internetfähig
• Wärmespeicher müssen neu dimensioniert
werden, Reserve für Spitzenzeiten
• Bedingungen für sicheren Betrieb
und die Anforderung an die Betriebs-
weise müssen erprobt werden
• Hohe Stromkennzahl für Effizienz
• ZuverlässigkeitVernetzung als Virtuelles Kraftwerk Akzeptanz beim Kunden finden • Überzeugung von Kunden • Die Kunden müssen für sich einen Vorteil sehen
Einsatz KWK im Contracting • Investition und Betrieb durch den Versorger • Einsatz in der Wohnungswirtschaft • Zusätzliches Angebot für private EFH / MFH Übernahme des Ersatzinvest beim Kunden, • gleichzeitig Absicherung der Energielieferung durch Lieferverträge. • Sorglospaket für den Kunden, langfristige Kundenbindung möglich • Kostenminimierung bei Neubau von Immobilien • Schaffung kleiner Nahwärmenetze im Siedlungsbau
Einsatz in der Wohnungswirtschaft • Anforderung an die Wohnungswirtschaft an Senkung Primärenergiebedarfs für Gebäude • Modernisierung notwendig • Wohnungsgenossenschaft sind steuerbefreit !!! wenn nicht gewerblich tätig • Einnahmen aus BHKW Betrieb fallen unter gewerbliche Tätigkeit damit könnte die Steuerfreiheit entfallen • Ansatz für Energiedienstleistung gegeben • Kostenminimierung bei Neubau von Immobilien
Jetzt auch für ecopower: WWW.VAILLANT.DE/FOERDERWUNDER Förderprogramme | 5
Förderung beantragen leicht gemacht!
+++ Hersteller übernimmt Ausfüllen
der Anträge
+++ Kostenfreie Serviceleistung für
Fachpartner und deren Kunden
+++ Auswahl der optimalen
Förderkombination
+++ Maximale Zuschuss-Förderung
für Mini-BHKW-Kunden
Einfach Datenschutzerklärung und
Checkliste ausfüllen. Angebot und
ecoCalc-Berechnung beilegen.
Alles andere erledigt das Förderwunder!
Förderprogramme | 6Vermarktung • Die Vermarktung der KWK Systeme erfolgt über das Fachhandwerk • Vertrieb ecopower Systeme 2-stufig • Vaillant Honda 1kW 3-stufig • Beratung und Unterstützung durch VKB und VI Vaillant
Fünf gute Gründe für ein Mikro / Mini-BHKW
Spart nicht nur Geld,
verdient sogar Geld
Produziert nicht nur Wärme,
sondern auch Strom
Zukunftsfähige Technik
Schont die Umwelt
InvestitionsmodellFazit
Die Mini – Mikro KWK Technik ist verfügbar
Es lohnt sich
in Mikro - Mini KWK zu investierenVielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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