Afk geothermie leistungssteigerung

AFK Geothermie Leistungssteigerung

Grundlagen der Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung

Die Wärmeleistung berechnet sich aus dem Produkt der Wassermenge und der Temperaturdifferenz. Wenn also die Wassermenge, wie Schüttung der Bohrung, begrenzt ist und auch die Vorlauftemperatur aus der Bohrquelle gegeben ist, sollte noch versucht werden die Temperaturspreizung zu vergrößern um mit der bestehenden Anlage die Leistung zu erhöhen.Eine einfach zu realisierende Möglichkeit zur Vergrößerung der Temperaturspreizung ist die Absenkung der Rücklauftemperatur.

Bernd Michaelis 1.2.2016


Grundlagen der Wärmeerzeugung, Wärmeverteilung

Das Potential zur Leistungssteigerung mit dieser Methode ist enorm. Wenn es gelingt statt der üblichen Temperaturspreizung Vorlauftemperatur 80°C und Rücklauftemperatur 60°C diese zu verdoppeln also Vorlauftemperatur 80°C und Rücklauftemperatur 40°C ergibt sich zwangsläufig die doppelte Leistung der Geothermie Anlage. Also statt 8 MWth werden bis 16 MWth möglich.Der besondere Charme dabei ist, das geht in gewissen Grenzen ohne zusätzliche Investitionskosten auf der Seite der Geothermie.



Technische Möglichkeiten zur Absenkung der Rücklauftemperatur

Bei herkömmlichen Heizungssystemen in Bestandsimmobilien ist es zweckmäßig mittels Rücklauftemperaturbegrenzer die minimal gewünschte Rücklauftemperatur ein zu stellen. Das sollte so zwischen 50°C und 40°C problemlos möglich sein.




Rücklauftemperaturbegrenzer in Heizungssystemen bei Bestandsimmobilien


RTBRücklauftemperaturbegrenzer

Vorlauftemperatur 80°C

Rücklauftemperatur 60°C bis 40°C



Rücklauftemperaturbegrenzer in Niedertemperatursystemen bei Neubauimmobilien







Rücklauftemperaturabsenkung durch Restwärmenutzung im Schwimmbad





Schwimmbad zur Restwärmenutzung


Restwärmenutzung zur wirtschaftlichen Auslastung

Derzeit wird das Thermalwasser mit etwas über 50°C in den Boden zurück geleitet. Es werden also nur etwa 50% der geförderten Leistung genutzt. Das bedeutet es gibt ein ungenutztes Wärmepotential mit ca. 8 MWth.Das Restpotential im Rücklaufwasser könnte genutzt werden:1.) Schwimmbadheizung,2.) Rasenheizung von Sportplätzen,3.) Fahrbahnheizung über Brücken statt Salzstreuung,4.) Radwegheizung für Schulweg etc.Weil es sich dabei um Restwärme handelt könnte die Gemeinde und AFK diese Wärme gratis zur Verfügung stellen.



Notstromerzeugung mit Dieselaggregat


Der Notstromdiesel ist verwendbar für die Sicherheitsbeleuchtungund für die Notstromversorgung der Pumpen etc. bei Stromausfall.

Ein Notstromaggregat ist nicht wirtschaftlich.Es wird nur wenige Stunden im Jahr genutzt. Wegen den Abgasen und Umweltauflagendarf ein Notstromaggregat nicht dauerhaft zur Eigenstromerzeugung genutzt werden.

Bei weiterem Ausbau der Geothermie Verbraucher und Erzeugersteigt auch der Notstrombedarf. Es sollte der Notstromdiesel nicht durch einen größeren Dieselmotorgetauscht werden sondern durch ein BHKWerweitert bzw. ersetzt werden.

Notstromnetz und Sicherheitsbeleuchtung


Notstromerzeugung und Wärmeerzeugung durch BHKW


Ein Blockheizkraftwerk wird verwendet zur Strom- und Wärmeerzeugung. Damit wird ein wirtschaftlicher Betrieb möglich.

Ein BHKW liefert etwa 50% Strom und 50% Wärmeaus der eingesetzten Energie wie Gas oder Diesel.Auch Biogas oder Biodiesel ist denkbar.Es sollte für Dauerbetrieb dimensioniert sein undmindestens den Strom für den Eigenbedarf derkompletten Geothermie liefern. Gute Motore laufen über 25 Jahre im Dauerbetrieb ohne Generalüberholung.


BHKW


Die Wirtschaftlichkeit ist abhängigVon der Auslastung und dabei besonders vom Wärmebedarf im Sommer.


BHKW mit Wärmespeicher


Damit ein wirtschaftlicher Dauerbetrieb möglich wird,sind für die Sommermonate Wärmespeicher zweckmäßig.

Neben den bekannten oberirdischen Wärmespeichern, hauptsächlich für Kurzzeitspeicherung, werden in der Zwischenzeit auch Erdspeicher für größere Wärmemengen genutzt. Dabei wird die Überschusswärme in den Sommermonatendort eingelagert und im Winter zur Leistungserhöhung aus der Erde gefördert.Somit wird eine nahezu 100%-tige Auslastung vom BHKW möglich. Bei einer Speicherung in etwa 300 m Tiefe ist mit einem Wärmeverlust von 5°C bis 10°C über ein halbes Jahr zu rechnen.


BHKW


Erdspeicher


BHKW mit Wärmespeicher für Ladeschaltung Entladeschaltung


Der Erdspeicher sorgt nicht nur für einen wirtschaftlicher Dauerbetrieb. Er verdoppelt bei Entladebetrieb und gleichzeitigem BHKW Betrieb auch die Leistung des BHKW bei Bedarf im Winter. Es können somit aus einem BHKWmit Wärmeleistung z.B. 3 MWth zuzüglich 3 MWth aus Erdspeicherbei Bedarf z.B. 6 MWth. geliefert werden.

BHKW


Erdspeicher mit Entladeschaltung

AFK Geothermie LeistungssteigerungBHKW mit zusätzlicher nachgeschalteter Verstromung


Aus dem BHKW kommt eine höhere Vorlauftemperatur mit 130°C gegenüber der Erdwärme mit lediglich ca. 85°C.Das ermöglicht nicht nur die Beimischung in das Wärmenetz der Geothermie,sondern auch die Verstromung.Strom ist die höher wertige Energie. Der selber erzeugte Strom kann in der Geothermie für den Eigenbedarf verwendet werden. Er kann für Strombedarf von Gemeinde Projekten verwendet werden.Er kann auch verkauft werden.Die Eigenstromerzeugung kann auch für Verhandlungen mit den derzeitigen Stromanbietern genutzt werden um günstigere Preise zu erhalten.Auf jeden Fall sorgt die zusätzliche Verstromung für einen Dauerbetriebdes BHKW und begünstigt damit die Wirtschaftlichkeit.


Maßnahmen der Gemeinde


Damit ein wirtschaftlicher Wärmepreis der Geothermie im Vergleich zu anderen Energien möglich wird und möglichst wenig Emissionen erzeugt werden, sollten alle weitere Baugebiete in Aschheim, Feldkirchen und Kirchheim nur mit Niedertemperaturheizung an die Geothermie angeschlossen werden.

Eine Gemeindeverordnung mit Zwang für Niedertemperaturheizung an allen Neubauten wird die Effektivität und damit die Wirtschaftlichkeit der Geothermie deutlich verbessern. Eine Steigerung der Einnahmen um 20 bis 30%bei nahezu gleichen Ausgabe der AFK ist realistisch.Weil diese Gemeindeverordnung keine Kosten seitens der Geothermie und Gemeindeerfordert, sollte diese Maßnahme von allen Gemeinderäten unterstützt werden.


Maßnahmen der AFK Geothermie


1.) Alle bestehenden Rücklauftemperaturbegrenzer sind zu prüfen und wo möglich auf kleinere Rücklauftemperaturen ein zu stellen.2.) In Leitungen ohne Begrenzer sind diese nach zu rüsten.3.) Die Erweiterung der Geothermie mit BHKW ist zu prüfen und zu realisieren. Dabei ist die Speicherung der Überschusswärme aus den Sommermonaten in einem Erdspeicher zu Verbesserung der Wirtschaftlichkeit geboten.4.) Zur Leistungserhöhung nur der Wärmeerzeugung ist alternativ eine weitere Geothermiebohrung zweckmäßig. Dabei ist auf größeren Querschnitt der Bohrung und damit größere Schüttung (Förderleistung) gegenüber der derzeitigen zu kleinen Bohrung zu achten.

AFK Geothermie LeistungssteigerungMaßnahmen zur Verbesserung der Akzeptanz AFK Geothermie


Derzeit qualmen zwei Ölkessel bei Spitzenlastbetrieb der Geothermie im Winter.Spätestens wenn BHKW mit Gasbrennstoff erfolgt und die Gasleitung vorhanden ist,sollte die Brenner der zwei Kessel auf Gasbetrieb umgerüstet werden.Bürger, die einen Gaskessel oder Gasbrennwertkessel betreiben werden nur schwerdavon zu überzeugen sein das AFK Geothermie mit Ölkesseln weniger Emissionen erzeugen als ihr Gaskessel.


Ich bedanke mich für Ihre die Aufmerksamkeit.

Bernd Michaelis 1.2.2016Gern beantworte ich Ihre Fragen.

Zusammenfassung

Auf der Verbraucher Seite ist eine Optimierung und Leistungssteigerungbesonders einfach und kostengünstig durch Anschlussneuer Baugebiete mittels Niedertemperaturheizung.

Auf der Erzeuger Seite sind zur Leistungssteigerung Investitionen notwendig.Ein hoher Wirkungsgrad ist möglich mittels BHKW und Erdwärmespeicher. Diese Technik sollte alternativ zur reinen Geothermiebohrung und eventuellen anderen nur Wärme Erzeugern untersucht werden.

Afk geothermie leistungssteigerung

Government & Nonprofit

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