CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal •...

27
F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance Bergische Universität Wuppertal, 10. Juni 2010 Projektentwicklung im Bereich Solarthermie Prof. Dr.-Ing. Reinhard Harte Bergische Universität Wuppertal Krätzig & Partner GmbH Bochum

Transcript of CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal •...

Page 1: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

CleanTech als Gründungs-und WachstumschanceBergische Universität Wuppertal, 10. Juni 2010

Projektentwicklung im Bereich Solarthermie

Prof. Dr.-Ing.

Reinhard Harte

Bergische Universität WuppertalKrätzig & Partner GmbH Bochum

Page 2: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-2 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

These 1

Fossile Energieträger sind endlich,sie sind aber in naher Zukunft unverzichtbar.

These 2

Page 3: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-3 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Situation

Stromerzeugung weltweit

Quelle: VGB PowerTech und Vattenfall Europe Generation AG

Wasserkraft17,1%

Regenerative 1,6%

Fossile Brennstoffe

64,4%

Kernenergie 16,9 %

Page 4: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-4 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Situation

Weltweites Energieszenario bis 2050

Quelle: World Energy Council, Energy Policy Scenarios to 2050, London 2007

Welt-Stromerzeugungin Mrd. MWh

Ersatz von Altanlagen durch modernste Kraftwerkstechnik

Weiterentwicklung geeigneter Techniken zur CO2-Minderung

Globale Lösungen durch Einbeziehung von Schwellen- und Entwicklungsländern

Steigender Weltenergieverbrauch erfordert den Einsatz fossiler Energieträger

Globale Klimavorsorge benötigt effiziente und saubere Technologien

Große Herausforderung für Ingenieure weltweit

Quelle: World Energy Council, Energy Policy Scenarios to 2050, London 2007 and RWE Energie AG

Stromerzeugungin Mrd. MWh

7

3

2005

17

20

62,4

2050

Erdöl

Kernenergie

Regenerative

18,1

Kohle

Erdgas+245%

7777777777

33333333333333333

111111777

2222000

62,,,4

E

K

R

18,1

K

E+245%

Page 5: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-5 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Situation

Stromerzeugung in Deutschland

Quelle: Energiedaten, Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (05.03.2008)

Kohle37%

Öl4%

Gas16% Kernenergie

16%

Wasser8%

Wind15%

Sonstige4%

Bruttostromerzeugung (total 636,8 TWh)

Kohle48%

Öl1%

Gas12%

Kernenergie22%

Wasser4%Wind

6%

Sonstige7%

Bruttokraftwerkskapazitäten(total 134,3 GW)

Page 6: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-6 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Situation

Wirkungsgrad und CO2-EmissionenSteigerung der Dampftemperatur und des Dampfdruckes in Kohlekraftwerken

Annäherung an das theoretische Maximum des Carnot-Wirkungsgrades Ressourcenschonung und Reduktion der CO2-Emissionen

Quelle: Vattenfall Europe Generation AG

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

25 30 35 40 45 50 55 60Wirkungsgrad [%]

Spez

ifisc

he C

O2 Em

issi

onen

[g/k

Wh]

- 35 % CO2

Derzeitiges Potential zur

CO2-MinderungDurchschnitt

Weltweit

Durchschnitt Deutschland Stand der

Technik Dampfkraftwerk Mit

700 -Technologie

Wirkungsgrad [%]

Spe

zifis

che

CO

2-E

mis

sion

en [

g/kW

h]

Page 7: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-7 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Situation

BoA 2 + 3 in Neurath (RWE)

KW Datteln (E.ON)

Que

lle: R

WE

Ene

rgie

AG

Que

lle: E

.ON

Kra

ftwer

ke A

G

Page 8: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-8 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

These 2

Unerschöpflich ist nur die Sonnenenergie,doch nicht jede ihrer Erzeugungsarten ist

umweltfreundlich.

These 1

Fossile Energieträger sind endlich,sie sind aber in naher Zukunft unverzichtbar.

Page 9: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-9 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Solarthermie

Quelle: Welt 26.10.2009

DESERTEC - Solarthermische Großkraftwerke

1) Sonnenkollektor (Parabolrinnen)

2) Öl-Salz Wärmetauscher

3) Heißer Salztank

4) Kalter Salztank

5) Öl-Dampf Wärmetauscher

6) Dampfturbine

7) Kondensator

8) Generator

9) Transformator

10) Netzeinspeisung

11) Kühlturm

12) Wasserbehälter

Technologie

Page 10: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-10 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Solarthermie

Wasserverbrauch verschiedender KraftwerksartenWater Use by Plant Type

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Nuclear Coal Oil Gas SimpleCT

Comb.Cycle

IGCC Solarthermal

Solar PV Wind Biofuel

Wat

er u

se, g

al/M

Wh Hotel

Fuel processingCT injectionInlet air coolingAsh handlingScrubbingBoiler make-upCooling

Page 11: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-11 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Solarthermisches Aufwindkraftwerk (nach Schlaich)• Erwärmung der Luft unter dem Kollektordach durch die Sonne• Auftriebswirkung im zentralen Kaminschaft• Antrieb der druckgestuften Turbinen am Turmfuß• Elektrische Leistung durch angekoppelte Generatoren

Solar Chimney Power Technology

Page 12: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-12 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Energieertrag aus Solarthermie in Namibia

Maximum Electrical Power OutputFirst semester - 21st of each month

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20Solar time

Pow

er [M

W]

JanFebMarAprMayJun

Acc

. Kro

eger

/Pra

etor

ius

(Uni

v. S

telle

nbos

ch):

Sol

ar C

him

ney

Pow

er P

lant

Per

form

ance

Solar Chimney Power Technology

Page 13: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-13 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Acc

. Kro

eger

/Pra

etor

ius

(Uni

v. S

telle

nbos

ch):

Sol

ar C

him

ney

Pow

er P

lant

Per

form

ance

Steuerung der EnergieertragsWassertanks mit Plastikabdeckung

Vergleichmäßigung der Tagesganglinie (statische Steuerung)Relativ flache Tanks mit schwarzem InnenbodenGedeckt mit transparenter Plastikfolie (keine Verdunstung)Zum Boden und zu den Seiten isoliert (keine Wärmeverluste)

Solar Chimney Power Technology

Page 14: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-14 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Acc

. Kro

eger

/Pra

etor

ius

(Uni

v. S

telle

nbos

ch):

Sol

ar C

him

ney

Pow

er P

lant

Per

form

ance

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20

Solar time

Pow

er [M

W]

Reference plant (Jun)Reference plant (Dec)1/2 Area water tanks (Jun)1/2 Area water tanks (Dec)3/4 Area water tanks (Jun)3/4 Area water tanks (Dec)Full Area water tanks (Jun)Full Area water tanks (Dec)

Solar Chimney Power Technology

Steuerung der EnergieertragsPlastik-gedeckte Wassertanks

Flächenanteil der Wassertanks an der Kollektorfläche

Page 15: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-15 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Acc

. Kro

eger

/Pra

etor

ius

(Uni

v. S

telle

nbos

ch):

Sol

ar C

him

ney

Pow

er P

lant

Per

form

ance

Dynamische SteuerungRegulierung des LuftstromsMöglichkeit zur Energie-speicherung und zum gezielten Energieabruf

Grundlaststrategie

Spitzenlaststrategie

Solar Chimney Power Technology

Steuerung der EnergieertragsSekundäres Kollektordach

Page 16: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-16 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Acc

. Kro

eger

/Pra

etor

ius

(Uni

v. S

telle

nbos

ch):

Sol

ar C

him

ney

Pow

er P

lant

Per

form

ance

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20Solar time

Pow

er [M

W]

Reference plant (Jun)Reference plant (Dec)Plant with SR (Jun)Plant with SR (Dec)

Sekundäres Kollektordach: GrundlaststrategieGute Steuerung1.5% Minderung der jährlichen Leistung

Solar Chimney Power Technology

Steuerung der Energieertrags

Page 17: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-17 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Acc

. Kro

eger

/Pra

etor

ius

(Uni

v. S

telle

nbos

ch):

Sol

ar C

him

ney

Pow

er P

lant

Per

form

ance

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 5 10 15 20Solar time

Pow

er [M

W]

Reference plant (Jun)Reference plant (Dec)Plant with SR (Jun)Plant with SR (Dec)

Solar Chimney Power Technology

Sekundäres Kollektordach. SpitzenlaststrategieGute Steuerung2% Steigerung der jährlichen Leistung

Steuerung der Energieertrags

Page 18: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-18 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Que

lle: K

rätz

ig &

Par

tner

Gm

bH B

ochu

m

Solar Chimney Power Technology

Page 19: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-19 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Quelle: Krätzig & Partner GmbH Bochum

Abmessungen des Aufwindturms

Solar Chimney Power Technology

Page 20: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-20 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Tragverhalten des Aufwindturms

Beulsicherheit 5,47 Risse > 0,2mm1. Eigenfrequenz 0,15 Hz

Quelle: Krätzig & Partner GmbH Bochum

Solar Chimney Power Technology

Page 21: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-21 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Selbstkletterkrane

Kranschwenkbereich

Krananordnung

ALIMAK Lastenaufzügeund Betonpumprohre

ALIMAK Lastenaufzügeund Betonpumprohre

Turmschale

Bauverfahren des AufwindturmsQuelle: Krätzig & Partner GmbH Bochum

Solar Chimney Power Technology

Page 22: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-22 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Solar Chimney Power Technology

Solar Chimney Power Technology

Page 23: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-23 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Solar Chimney Power Technology

Page 24: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-24 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Solar Chimney Power Technology

Solar Chimney Power Technology

Page 25: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-25 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Solar Chimney Power Technology

Solar Chimney Power Technology

Page 26: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-26 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

28.-30. September 2010, Bochum/Germany

2nd International Symposiumon

Solar Chimney Power Technology

jointly organized byRuhr-Universität Bochum

Bergische Universität Wuppertal

supported or sponsored byBEROA, CICIND, DAfStb, DSTV, EASD, GACM,

Heitkamp, IASS, K&P, N&P, SBP, VGB PowerTech

www.scpt.de

Page 27: CleanTech als Gründungs- und Wachstumschance ... · F81.54-1 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke CleanTech als Gründungs-und Wachstumschance Bergische

F81.54-27 Bergische Universität Wuppertal • Statik und Dynamik der Tragwerke

Vielen Dank für Ihr Interesse.