MiniBHKW-Plan Nahwärmeversorgung von Reihenhäuser

In Frankfurt am Main sollen 2 Reihenhäuser mit jeweils 8 Einzelhäusern gebaut werden. Die Architekten überlegen, ob für die Wärme- und Stromversorgung ein Blockheizkraftwerk in Frage kommt.

Es ist die Energiebereitstellung mittels BHKW, ergänzt um einen Spitzenkessel, mit einer konventionellen Energieversorgung, zu vergleichen, und zwar hinsichtlich Energiebedarf, Kosten und Emissionen.

Beim Neubau von Reihenhäuser ereicht man mit dem BHKW die EnEV 2014 und erfüllt das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG), damit können die Zusätzlichen Kosten des BHKW  gedeckt werden.

 

2*8 Reihenhäuser mit jeweils 120 m² Fläche

 in Frankfurt am Main,

 jährlicher Stromverbrauch 1.200 kWh pro Bewohner

 

 

 

Ziel: Mit dem BHKW soll einmal das Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) für Neubau erfüllt werden und ein KfW-Effizienzhaus 70 erreicht werden.

 

Lösung Aufgabe 1:

 

  1. 1. Schritt - Anlegen eines neuen Projekts, Bestimmung des Klimagebiets und Angabe von Netzverlusten

 

Der Befehl Neu im Menü Projekt wird zum Anlegen eines neuen Projektes ausgeführt.

 

Oberfläche Software MiniBHKW-Plan

 

 

 MiniBHKW-Plan Projekt öffnen

 

Im Dialog „Projekt neu“ wird dann ein Projektname, eine Beschreibung, der Kundenname und der Name des Bearbeiters angegeben. Der Projektname kann willkürlich festgelegt werden, sollte aber keine Sonderzeichen haben und bis jetzt noch nicht in der Projektliste vorhanden sein. Der Dialog wird mit der Taste OK verlassen.

 

Das Symbol „Wohngebäude 1“ wird angeklickt. Falls noch kein Projekt angelegt bzw. geöffnet wurde, wird automatisch das Dialogfenster „Projekt öffnen“ angezeigt. Mit der Taste „Neues Projekt“ wird das Fenster zur Festlegung des Namens und wenn gewünscht der Eingabe einer Beschreibung geöffnet.

 

 

Benutzeroberfläche MiniBHKW-Plan

 

Für die Berechnung werden die 16 Häuser in zwei Gebäudearten aufgeteilt:

  1. Wohngebäude 1 die 4 Reiheneckhäuser, denn diese haben das gleiche A/V Verhältnis. Die Hüllfläche über den der Wärmetransport geht ist wesentlich größer als bei den Reihenmittelhäuser.
  2. Wohngebäude 2 die 12 Reihenmittelhäuser, denn dies haben ebenfalls das gleiche A/V Verhältnis.

 

Wird ein Projekt erstmals durchgearbeitet und ist noch kein Klimagebiet festgelegt, erscheint der Dialog „Eingabe allgemeiner Angaben für die Gebäude“, mit der Eingabemöglichkeit für Klimagebiet und Netzverluste.

Eingabe: Netzverluste 3 %, Frankfurt_Main

Auswahl Klimagebiet und Eingabe Netzverluste

 

 

Die zweite Möglichkeit zu beginnen bietet das Menü „Eingabe“, es hat den Menüpunkt „Klimagebiete und Netzverluste“.

Hinweis: In der Regel muss für die Zuordnung eines Orts zu einem Klimagebiet das Handbuch zur Hilfe genommen werden.

2. Schritt – Auswahl der Gebäude

Beim Arbeiten mit Symbolen ist das Dialogfenster „Eingabe Gebäude 1“ bereits geöffnet. Beim Arbeiten mit der Menüleiste erfolgt der Zugang durch das Menü „Eingabe“, „Wohngebäude 1“.

 

Eingabe Wohngebäude MiniBHKW-Plan

 

 

Zuerst wird nach Gebäudeart und Baujahr eine Vorwahl getroffen. Dann wird aus der Liste ein passendes Gebäude ausgesucht.

 

Eingabe: Reiheneckhaus, 1995 bis 2000, REH-H-U-110 {Reiheneckhaus,

Altersklasse H, unsaniert, 110 kWh/m² Wärmebedarf (letzte Angabe ist bezogen auf ein mittleres deutsches Klimagebiet - Frankfurt/Main. Die Identität mit dem Ort der Aufgabenstellung ist zufällig.)

Eingabe: 4 *120 m²=480 m² und Stromverbrauch pro Person ca. 1,2 MWa also im Schnitt 2,6 Personen 4*2,6*1,2 MWh ca. 12,5 MWh

Mit der Taste „Gebäude in der Datenbank ändern“ kann weitere Information zum gewählten Haus eingeholt werden.

 

Änder der Gebäudedaten mit MiniBHKW-Plan

 

Mit der Taste „Weiter“ verschafft man sich Informationen über Heiztemperatur, Nacht-, Ferien- und Wochenendabsenkungen. Auch der jährliche Energiebedarf für Warmwasser und die Luftwechselrate sind dort beschrieben. [Ohne Bild]

Hinweis: Alle Gebäudedaten sind abänderbar. Mit „Überschreiben“ wird die Veränderung festgehalten. Empfohlen wird aber, die Modifikation mit der Taste„Speichern unter“ unter einen neuen Namen zu speichern; das abgewandelte Haus steht dann unter einem neuen Namen weiteren Anwendungen zur Verfügung. Auf keinen Fall sollte hier die Wohnfläche ohne Anpassung der Aussenhülle geändert werden.

Nach „Abbrechen“ zurück auf der vorigen Seite wird unter „Eingabe für das ausgewählte Gebäude“ die Größe - mittels Fläche oder Energieverbrauch – sowie der Stromverbrauch eingegeben.

Die weiteren Gebäude werden in einem ähnlichen Vorgehen über Symbol oder Menü als Reihenmittelhäuser unter Wohngebäude 2 ausgesucht

Eingabe:Reihenmittelhaus, ab 1995, RMH-H-U-91 {Reihenmittelhaus,

Altersklasse H, unsaniert, 91 kWh/m² Wärmebedarf (letzte Angabe ist bezogen auf ein mittleres deutsches Klimagebiet - Frankfurt/Main)}

 

2 * 6 Reihenmittelhäuser – Fläche 12 * 120 = 1440 m², Stromverbrauch bei einem rech-

nerischen Wert von ca. 2,6 Bewohnern * 12 + Hausstrom » 37,5 MWh/a

 

Änder Wohngebäude MiniBHKW-Plan

 

3. Schritt – Wärme- und Strombedarf

Mittels Symbol oder Menü „Simulation“, „Wärme- und Strombedarf“ werden der Jahreswärme- und Strombedarf berechnet. Programmintern erfolgt mit Hilfe von Tageslastgängen auch die Berechnung der Stundenwerte des Wärme- und Strombedarfs.

 

 Programm MiniBHKW-Plan

 

Die Anzeige sieht folgendermaßen aus:

 

Ergebniss Wärmebedarfsberechnung mit MiniBHKW-Plan

 

 

4. Schritt –Wärme- und Stromerzeugung

Der Dialog heißt „Eingabe zur Wärme- und Stromproduktion“, über Menü oder Symbol geöffnet. Datenbanken stellen Informationen zu BHKW-Modulen und Kesseln zur Verfügung.

 

 

 MiniBHKW-Plan Wärmeerzeugung und Stromerzeugung

 

Um die Kombination aus BHKW + Spitzenkessel energetisch mit einer Alternative vergleichen zu können, muss diese Alternative definiert werden. Dies geschieht hier.

 

Hinweis: Die Daten der BHKW- und Heizkesseldatenbanken sind abänderbar. Selbstverständlich können auch neue Anlagen zugefügt und damit weiteren Anwendungen zur Verfügung gestellt werden.

Die Auswahl des BHKWs erfolgt mittels der Taste „BHKW-Module“. Orientierung zur Auslegung bieten der thermische Spitzenlastbedarf und die Form der Jahresdauerlinie. Es kann auch ein Pufferspeicher eingegeben werden.

Hinweis: In der Regel wird das Modul auf ca. 30% der maximalen thermischen Leistung ausgelegt.

 

Eingabe BHKW für die Simulation mit MiniBHKW-Plan

 

 

Eingabe: Betriebsweise wärmegeführt, BHKW-Modul Dachs G 5,5

(thermische Leistung 12,5 kW, elektrische Leistung 5,5 kW, Gasbetrieben),

Pufferspeicherkapazität ausreichend für fast 2Stunden 1 m³.

 

Nach der Simulation erhält man folgendes Ergebnis:

 

Ergebnisse der BHKW Simulation mit MiniBHKW-Plan

 

Die Jahresdauerlinie mitsamt dem BHKW-Modul hat folgende Form:

 

Jahresdauerlinie mit MiniBHKW-Plan berechnet

 

Mit der Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs (blau) wird angezeigt wie lange welsche Leistung gebraucht wird. Die Rote Linie stell t die Laufzeit des BHKWs dar. Wenn die rote Linie über die blaue Linie geht sieht man die Wirkungsweise des Pufferspeichers.

Weiter geht es mit der Taste „Spitzenkessel“.

 

Eingabe Spitzenlastkessel in MiniBHKW-Plan

 

Eingabe: V_Gas_BW_105,Gasbrennwertkessel, 105 kW Leistung

 

Ergebnisse der Heizkessel Simulation mit MiniBHKW-Plan 

 

Ergebnis der Simulation

Dann erfolgt die Auswahl der Vergleichsheizung.

 

Auswahl Vergleichsheizung für MiniBHKW-Plan

 

Eingabe: V_Gas_BW_170, Brennwertkessel, gasbetrieben, 170 kW Leistung (Dieser Heizkessel muss den Gesamtwärmebedarf abdecken.)und wesentlich größer sein als die geforderte Leistung vom Programm MiniBHKW-Plan (Regeln Auslegung der Heizkesselleistungvom Programm nicht erfüllt)

 

Ergebnis der Simulation

Ergebnisse der Heizkessel Simulation mit MiniBHKW-Plan

 

 

Jetzt wird die Energiebilanz angezeigt. Dies erfolgt mit dem Menübefehl „Simulation“ „Energiebilanz anzeigen“ Zur Ermittlung des Brennstoffbedarfs des Kraftwerks wurde der Strom-Output des BHKWs mit dem Substitutionsfaktor für elektrischen Strom von 9125 kJ ≈ 2,54 kWh/kWh – entsprechend „Energiedaten 2000, BMWi „ – multipliziert. Zusätzlich wurde ein Leitungsverlust von 5% angenommen.

(Substitutionsfaktor besagt, dass alternativ erzeugter Strom so bewertet wird, wie in einem konventionellen Wärmekraftwerk mit entsprechendem Brennstoffaufwand erzeugt.)

 

 

 
   

 

 

5. Schritt – Erlöse berechnen

Unter Erlöse versteht man die vermiedenen Stromkosten und Einnahmen aus Stromverkauf. Die Bearbeitung erfolgt mittels Symbol „Erlöse aus der Stromproduktion“ oder der Menüleiste „Eingabe“, „Erlösrechnung“. Die Kosten können direkt oder mit Hilfe von Strompreisregelungen eingeben werden. Im letzteren Fall stehen Datenbanken zur Verfügung.

 

Hinweis: Die Datenbanken zur Strompreisregelung sind abänder- und ergänzbar.

 

Eingabe: 0,17 €/kWh für Strom- und Reststrombezug,

0,07 € /kWh für Einspeisung (0,065 KWK-Index Strombörse EEX und
0,005 Vermiedene Netzkosten)

                Bonus auf erzeugten Strom: 0,0511 €/kWh (ab 1.1.2009 nach neuen KWK-Gesetz)

 

Die Einnahmen bzw. vermiedenen Stromkosten werden berechnet.

 

Ergebnisse der Erlös-Berechnung mit MiniBHKW-Plan

 

 

 

6. Schritt – Wirtschaftlichkeit berechnen

Hier werden die Kosten, bestehend aus Investitions-, Betriebs- und Brennstoffkosten, eingegeben. Programmintern werden die Erlöse aus der Stromproduktion und mögliche Vorteile durch Mineralöl- und Stromsteuer berücksichtigt. Die Kosten der konventionellen Heizung können auch durch die Eingabe eines Wärmepreises berechnet werden. Die zuvor bestimmte Alternativheizung wird dann kostenmäßig ausgeklinkt.

Die Bearbeitung erfolgt mittels Menü „Eingabe“, „Kostenrechnung“ oder Symbol „Wirtschaftlichkeit berechnen“.

 

 Wirtschaftlichkeit Berechnen mit MiniBHKW-Plan

 

Als erstes werden Angaben zu den Investitionskosten der BHKW- Variante gemacht.

 

Eingabe der Investitionskosten mit MiniBHKW-Plan

 

Dann erfolgt die Eingabe der Betriebs- und Brennstoffkosten.

 

Eingabe Betriebskosten KWK mit MiniBHKW-Plan

 

Eingabe der Brennstofkosten

 

Eingabe: Brennstoffkosten 0,06 €/kWh (Ho),

Leistungspreis 0 €/kW

 

Eingabe Brennstoffkosten mit MiniBHKW-Plan

 

 

 

Im Allgemeinen wird bei MiniBHKW-Plan der Kostenvergleich so durchgeführt, dass für eine zen-tral angeordnete Wärmeversorgung, bestehend aus BHKW + Spitzenkessel, und einem großen Heizkessel die Kosten verglichen werden. Die Beheizung eines Reihenhausblocks ist aber anders. Bei Einsatz eines BHKWs sind ein Heizraum, ein BHKW-Modul, ein Spitzenkessel, ein Speicher und ein Nahwärmenetz erforderlich. Bei einer üblichen Heizung sind pro Einzelhaus ein Heizkessel, ein Heizraum, ein Kamin usw. nötig. Um korrekt vergleichen zu können, ist hier mit einem Wärmepreis zu arbeiten. Er wird mit „Alternative Eingabe des Wärmepreises“ eingegeben. Die Höhe wird mittels eines MiniBHKW-Plan Projekts für ein einzelnes Reihenhaus ermittelt, bzw. richtet sich nach dem Marktüblichen Wärmepreis.

 

 

Wärmepreise für Contracting in MiniBHKW-Plan

 

Eingabe: 0,10 €/kWh und pro Reihenhaus 100 €/a Grundpreis

 

Der Kostenvergleich wird mit der Taste „Wirtschaftlichkeitsrechnung“ gestartet:

 

 

 

 

 
   

Von den Kosten einer Versorgung durch BHKW- und Spitzenkessel werden die Erlöse durch die Stromproduktion und die Kosten der konventionellen Heizung abgezogen. Auch die Mineralöl- und Stromsteuer ist in Rechnung gestellt.

 

7. Schritt – Emissionsvergleich

Mittels Symbol „ Emissionen berechnen“ oder Menü „Simulation“, „Emissionen bilanzieren“ werden die Emissionen berechnet.

 

Emissionenvergleich MiniBHKW-Pan

 

 

 

8. Schritt – Bericht drucken

Mittels Symbol „Bericht drucken“ oder Menü „Projekt“, „Bericht drucken“ werden die Angaben und Berechnungsergebnisse in Form eines Berichts ausgedruckt.

Während der Projektbearbeitung konnten im Übrigen die jeweiligen Ergebnisse mit den Tasten „Protokoll“ ausgedruckt werden.

Für die Weitergabe an die Kunden steht ein Kurzbericht zur Verfügung.

 

 

Anmeldung für den Download

Die Anmeldung ist nur für den Download notwendig. Das Onlinehandbucht steht ohne Anmeldung zur Verfügung.

Aktuell sind 35 Gäste und keine Mitglieder online

Newsletter

Kostenlos Abonieren

Suchen