MiniBHKW-Plan: Berechnung Mehrfamilienhaus
Aufgabenstellung 2a
Bei einem Mehrfamilienhaus im Frankfurter Raum wird überlegt, ob für die Wärme- und Stromversorgung ein mit Gas betriebenes
Blockheizkraftwerk in Frage kommt.
Von dem Gebäude sind das Baualter, der bisherige Gas- und Stromverbrauch sowie die Fläche bekannt.
Gegeben: Klimagebiet Frankfurt am Main (DEMO),
1 Mehrfamilienhaus, Baujahr 1972,
Gasverbrauch 160 MWh/a (Ho),
Fläche ca. 800 m2,
Stromverbrauch 30 MWh/a,
Stromkosten 19 ct/kWh netto ohne Stromsteuer
Aufgabe: Es soll ermittelt werden, ob ein Zuschuss notwendig ist, um das BHKW gegenüber einer konventionellen Heizung wirtschaftlich betreiben zu können.
Lösungsweg zu Aufgabenstellung 2
Projekt neu
Zuerst wird das Projekt neu angelegt, d.h. der Projektname "Aufgabe_2" und die Beschreibung "Mehrfamilienhaus" werden angegeben.
Wärmebedarf berechnen
Hier muss zunächst eine Klimaregion, in diesem Fall Demo, ausgewählt werden. Der Einfluss der Klimaregion ist nicht unerheblich, da bei BHKW-Plan auch die Strahlung miteinbezogen wird. So liefern zwei TRY-Zonen mit ähnlichen mittleren Außentemperaturen (z.B. Essen und Frankfurt) unterschiedliche Ergebnisse. Die Unterschiede steigen mit den vorhandenen Fensterflächen. Die Netzverluste werden mit 0 % angenommen.
Hier wird mittels der Taste Eingabe Gebäude 1 der Dialog für die Gebäudeauswahl aufgerufen.
Die Datenbankfilter werden auf kleines Mehrfamilienhaus und Baujahr 1969 bis 1978 eingestellt. Als Wohngebäude wird das Gebäude KMH-E-U-150 ausgewählt. Die Wärmeeingabe wird auf Gasverbrauch in MWh/a gestellt und die 160 MWh und ein Jahresnutzungsgrad des Kessels von 0,80 eingegeben. Außerdem wird der Stromverbrauch mit 30 MWh/a eingetragen.
Danach wird mit der Taste „Wärme- und Strombedarf berechnen“ die Simulation gestartet.
Die Fläche stimmt in etwa mit der der Aufgabenstellung überein. Andernfalls müsste ein anderes Mehrfamilienhaus Baujahr 1969-1968 ausgewählt oder das Gebäude abgeändert werden.
Wärme- und Stromerzeugung
Durch Drücken des Motor-Symbols gelangt man in den Dialog zur Eingabe der Wärme- und Stromproduktion. Die BHKWs werden Wärmegeführt betrieben und bis zu einer unteren Modulationsgrenze von 50%. In der Eingabe BHKW-Module wird ein Dachs_HKA_Gas 5,5kw.el_netto ausgewählt und ein Pufferspeicher mit 1m³ angegeben und anschließend simuliert.
Das Ergebnis der Simulation zeigt eine BHKW Laufzeit (Vollbenutzungsstunden) von über 5.000 h an. Nach der Simulation ist das BHKW-Modul in die Darstellung der Jahresdauerlinie integriert. Die blaue Linie ist die Jahresdauerlinie des Gebäudewärmebedarfs und die rote Linie des BHKWs. Durch den Pufferspeicher kann die rote Linie über die blaue Linie hinausgehen.
Ein Spitzenlastkessel soll im Notfall die ganze Wärmeleistung übernehmen können.
Die Ergebnisse der Simulation des Spitzenlastkessels sehen wie folgt aus.
Ein Vergleichsheizsystem wird definiert, um die Kosten für die Wärme festzulegen. Die berechnete Heizleistung wird großzügig überschritten.
Die Energiebilanz kann mit Befehl „Menü aufrufen“ - „Energiebilanz berechnen“ angezeigt werden und sieht folgendermaßen aus.
Erlöse berechnen
Die Bearbeitung erfolgt mittels Symbol „Erlöse aus der Stromproduktion“ oder der Menüleiste „Eingabe“, „Erlösrechnung“.
Mit der Taste „Auswahl der Strompreisregelungen durchführen“ wird die Eingabemöglichkeit für die Strompreisregelung geöffnet. (Da in diesem Fall keine Leistungspreise zu berücksichtigen sind, erfolgt die Eingabe in den oberen Feldern.)
Der (Rest-) Strombezug wird mit 19 ct/kWh netto, die Stromeinspeisung nach EEX plus vermiedene Netzkosten mit 7 ct/kWh angesetzt. Der KWK-Bonus wird nach KWK-G 2016 mit 0,04 €/kWh für den eigengenutzten und 0,08 €/kWh für den eingespeisten Strom berechnet.
Die Erlösberechnung setzt sich dann wie folgt zusammen.
Bei der Berechnung der vermiedenen Strombezugskosten wird der Strombedarf und die Stromerzeugung für jede Stunde berechnet.
Wirtschaftlichkeit berechnen
Hier werden die Investitions-, Betriebs- und Brennstoffkosten eingegeben. Die Bearbeitung erfolgt mittels Menü „Eingabe“, „Kosten“ oder Symbol „Wirtschaftlichkeit berechnen“.
Für die Investitions- und Betriebskosten der KWK Erzeugung werden die folgenden Annahmen getroffen.
Für das Vergleichssystem werden die folgenden Annahmen getroffen.
Nun fehlen noch die Kosten für den Brennstoff und die Wirtschaftlichkeit kann berechnet werden.
Es ist ein Überschuss von 923 €/a zu erwarten (nach Energiesteuern). Die Mehrinvestitionen sind nach 9,2 Jahren erwirtschaftet
Bei künftigen Strompreiserhöhungen wird sich die Wirtschaftlichkeit noch einmal verbessern.
Aufgabenstellung 2b
Gibt es die Möglichkeit, das Ergebnis noch zu verbessern? Dazu schauen wir uns die Stromerlöse an. Rund 28 % des produzierten Stroms wird eingespeist und dies für sehr wenig Geld. Durch den Einsatz eines leistungsmodulierendes MiniBHKWs werden wir versuchen, dies zu ändern.
Mit Speichern wird das vorhandene Projekt unter seinem bisherigen Namen gespeichert. Danach speichern wir das Projekt unter einem neuen Namen. Befehl „Projekt“ „speichern unter“ neuer Namen „Aufgabe_2b“.
Danach gehen wir zu der Auswahl der Blockheizkraftwerke. Hier suchen wir das Ecopower Modul der Firma PowerPlus Technologies aus.
Wir markieren das DACHS BHKW, löschen es aus der Auswahl und fügen das andere BHKW-Modul ein. Um die Modulation einzuschalten, wird oben in der Mitte die Leistungsgrenze auf 30 % eingegeben.
In der folgenden Jahresdauerlinie kann man die Modulation als abnehmende Leistung erkennen.
Der Anteil am eingespeisten Strom ist kleiner geworden.
Vor der Durchführung der Wirtschaftlichkeitsrechnung müssen noch die Wartungskosten auf 0,195 € pro Betriebsstunde abgeändert werden.
Die Amortisationszeit hat sich verbessert.
