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Quelle:Psc/EWI 2003

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Angaben zur Quelle [Bearbeiten]

Autor     Dmitri Dronnikov, Dirk Steuber, Walter Schulz
Titel    Integrierte Mikrosysteme der Versorgung - Sektorreport Gas. Gutachten im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung
Ort    [Köln]
Verlag    [Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln]
Datum    9. Mai 2003
URL    http://www.ewi.uni-koeln.de/fileadmin/user_upload/Publikationen/Studien/Politik_und_Gesellschaft/2003/EWI_2003-05-09_Sektorreport-Gas.pdf

Literaturverz.   

ja
Fußnoten    ja
Fragmente    3


Fragmente der Quelle:
[1.] Psc/Fragment 147 01 - Diskussion
Zuletzt bearbeitet: 2012-06-30 07:22:00 Hindemith
EWI 2003, Fragment, Gesichtet, Psc, SMWFragment, Schutzlevel sysop, Verschleierung

Typus
Verschleierung
Bearbeiter
SleepyHollow02
Gesichtet
Yes.png
Untersuchte Arbeit:
Seite: 147, Zeilen: 01-26
Quelle: EWI_2003
Seite(n): 55, 56, Zeilen: 8-29, 1-4
a) Mikrogasturbinen

Das BHKW auf der Basis von Gasturbinen wird als Mikrogasturbine definiert. Es handelt sich um kleine KWK-Anlagen, die im Leistungsbereich einiger 10 kW liegen. Sie arbeiten nach der gleichen Funktionsweise wie große industrielle Gasturbinen mit der Leistungsbreite von 1 MW bis 25 MW511. Der einfache Gasturbinenprozess besteht darin, dass die Verbrennungsluft in einem Kompressor verdichtet und in die Brennkammer eingeblasen wird. In der Kammer der komprimierten Luft wird Erdgas verbrannt und dadurch Wärme erzeugt. Hierdurch wird die Luft auf hohe Temperaturen erwärmt. Die erwärmte Luft wird in der auf der gleichen Welle befindlichen Turbine unter Erzeugung mechanischer Energie freigesetzt und über Wärmetauscher wieder zur Wärmeerzeugung eingesetzt. Gasturbinenkraftwerke funktionieren mit sehr hohen Prozesstemperaturen bis 1200°C. Die Abgase werden zur Produktion von Heiß- und Dampfwasser genutzt, die in einem nachgeschalteten Abhitzekessel erzeugt werden 512. Der Betrieb der Mikrogasturbine ist möglich mit gasförmigen Energieträgern wie Erdgas, Flüssiggas, Grubengas, Klärgas, Biogas oder Erdölbegleitgas.

b) Verbrennungsmotoren

Der in KWK-Anlagen auf Basis von Verbrennungsmotoren erzeugte Strom wird durch den Motorantrieb des Generators erzeugt. Die Nutzwärmeerzeugung erfolgt durch die Abwärme der Abgase. Die hierzu eingesetzten Motoren funktionieren nach dem Otto- bzw. Dieselprinzip. Bei Gasmotoren können verschiedene gasförmige Primärenergieträger, wie Erd-, Flüssig-, Biogas sowie sonstige Gase eingesetzt werden. Bei Dieselmotoren kann man neben Heizölprodukten auch Erdgas mit der 5 % Heizölzumischung als Zündstrahl verwenden513. Die Leistungsbreite der Verbrennungsmotoren liegt gegenwärtig im Bereich von 1,5 kW bis 22,6 MW. Der Gesamtwirkungsgrad kann 80 % bis über 90 % erreichen514.


511 Vgl. Starrmann, Entwicklung der Kraft-Wärme-Kopplung in liberalisierten Elektrizitätsmärkten, 26.

512 Vgl. Ders., a. a. O., 25.

513 Ders., a. a. O., 28.

514 Fischer/Praetorius, a. a. O., 279.

2.2.3.2 Mikrogasturbinen

Das BHKW auf der Basis von Gasturbinen wird als Mikrogasturbine definiert. Die Mikrogasturbine ist eine kleine KWK- Anlage, die im Leistungsbereich einiger 10 kW liegt und die gleiche Funktionsweise wie große industrielle Gasturbinen mit der Leistungsbreite von 1 MW bis 25 MW hat. Der einfache Gasturbinenprozess besteht darin, dass die Verbrennungsluft in einem Kompressor verdichtet und in die Brennkammer eingeblasen wird. In der Kammer der komprimierten Luft wird Erdgas verbrannt und dadurch die Wärme erzeugt. Durch die erzeugte Wärme wird die Luft auf hohe Temperaturen erwärmt. Die erwärmte Luft wird in der auf der gleichen Welle befindlichen Turbine unter Erzeugung mechanischer Energie freigesetzt und über Wärmetauscher wieder zur Wärmeerzeugung eingesetzt. Die Gasturbinenkraftwerke funktionieren mit sehr hohen Prozesstemperaturen bis 1200°C. Die Abgase werden zur Produktion von Heiß- und Dampfwasser genutzt, die in einem nachgeschalteten Abhitzekessel erzeugt werden. Der Betrieb der Mikrogasturbine ist möglich mit gasförmigen Energieträgern: wie Erdgas, Flüssiggas, Grubengas, Klärgas, Biogas oder Erdölbegleitgas.

2.2.3.3 Verbrennungsmotoren

Der in den KWK- Anlagen auf Basis von Verbrennungsmotoren erzeugte Strom wird durch den Motorantrieb des Generators erzeugt. Die Nutzwärmeerzeugung erfolgt durch die Abwärme der Abgase. Die Motoren funktionieren nach dem Otto- bzw. Dieselprinzip. Bei Gasmotoren können verschiedene gasförmige Primärenergieträger, wie Erd-, Flüssig-, Biogas sowie sonstige Gase eingesetzt werden. Bei Dieselmotoren kann man neben Heizölprodukten auch Erdgas mit der 5% Heizölzumischung als Zündstrahl verwenden. Die Leistungsbreite der Verbrennungsmotoren liegt gegenwärtig im Bereich von 1,5 kW(el)bis 22,6 MW(el).

Anmerkungen

Seite ist praktisch komplett übernommen.

Sichter
fret

[2.] Psc/Fragment 157 12 - Diskussion
Zuletzt bearbeitet: 2012-06-30 07:22:15 Hindemith
EWI 2003, Fragment, Gesichtet, Psc, SMWFragment, Schutzlevel sysop, Verschleierung

Typus
Verschleierung
Bearbeiter
SleepyHollow02
Gesichtet
Yes.png
Untersuchte Arbeit:
Seite: 157, Zeilen: 12-25
Quelle: EWI 2003
Seite(n): 56, Zeilen: 5-20
1. Brennstoffzellen

Die Brennstoffzellentechnologie ist seit über 100 Jahren bekannt. Ihr Prinzip besteht in der Erzeugung elektrischer Energie aus der Energie chemischer Prozesse ohne Einsatz der thermischen bzw. mechanischen Energieumwandlung. Im Gegensatz zu BHKW benötigen Brennstoffzellen keinen Verbrennungsmotor und Generator, da der Strom in einer Brennstoffzelleneinheit direkt erzeugt wird. Theoretisch kann die Brennstoffzelle einen Wirkungsgrad von 94,5 Prozent erreichen569. Die Komplexität der technischen Lösungen von Brennstoffzellen zeichnet sich dadurch aus, dass die Anlage mit reinem Wasserstoff betrieben wird. Um allerdings den in der Natur nicht existierenden reinen Wasserstoff herzustellen, ist ein technisch sehr aufwendiges und teueres Verfahren notwendig, das derzeit nicht massentauglich ist. Aus diesem Grund wurde die Technologie seit Jahrzehnten nur in ausgewählten Industriebereichen, wie z. B. in der Raumfahrt entwickelt. Man unterscheidet 5 Typen von Brennstoffzellen, die in der Regel nach Betriebstemperaturen klassifiziert sind570.


569 F/Z, Brennstoffzellen - Kraftwerke der Zukunft?, 1.
570 Vgl. Starrmann, Entwicklung der Kraft-Wärme-Kopplung in liberalisierten Elektrizitätsmärkten, 29.

2.2.3.4 Brennstoffzellen

Die Brennstoffzellentechnologie ist seit über hundert Jahren bekannt. Das Prinzip der Brennstoffzelle besteht in der Erzeugung elektrischer Energie aus der Energie chemischer Prozesse ohne Einsatz der thermischen bzw. mechanischen Energieumwandlung. Im Gegensatz zu Blockheizkraftwerken benötigen Brennstoffzellen keinen Verbrennungsmotor und Generator, da der Strom in einer Brennstoffzelleneinheit direkt erzeugt wird. Der theoretisch mögliche Wirkungsgrad der Brennstoffzelle kann den Wert von 94,5% erreichen. Die Komplexität der technischen Lösungen von Brennstoffzellen zeichnet sich dadurch aus, dass die Anlage mit reinem Wasserstoff betrieben wird. Aus diesem Grund wurde die Technologie seit Jahrzehnten nur in ausgewählten Industriebereichen, z.B. in der Raumfahrt entwickelt. Um den in der Natur nicht existierenden reinen Wasserstoff herzustellen, ist es notwendig einen so genannten Reformer in einem Brennstoffzellenkraftwerk zu installieren, in den ein wasserstoffhaltiger Primärenergieträger, wie z.B. Erdgas, ein anderer Kohlenwasserstoff oder Methanol zugegeben wird. Man unterscheidet 5 Typen von Brennstoffzellen, die in der Regel nach Betriebstemperaturen klassifiziert sind.56


56 Vgl. Starrmann (2001), S. 29.

Anmerkungen

Weitgehende Übernahme ohne ausreichende Kennzeichnung des Ausmaßes.

Sichter
fret

[3.] Psc/Fragment 158 01 - Diskussion
Zuletzt bearbeitet: 2012-06-30 07:24:33 PlagProf:-)
EWI 2003, Fragment, Gesichtet, Psc, SMWFragment, Schutzlevel sysop, Verschleierung

Typus
Verschleierung
Bearbeiter
SleepyHollow02, WiseWoman
Gesichtet
Yes.png
Untersuchte Arbeit:
Seite: 158, Zeilen: 01-09
Quelle: EWI_2003
Seite(n): 57, Zeilen: 01-15
Sehr intensiv wird in Deutschland seit Anfang der 1990er Jahre im Bereich der Niedertemperaturbrennstoffzellen geforscht571, die deutliche Effizienzvorteile gegenüber Alkalischen Brennstoffzellenanlagen (AFC) haben572. Die gegenwärtig verfügbaren Technologien haben relativ hohe Wirkungsgrade (bis 40% bei 200 kW Zellengröße) und beste Schadstoffemissionswerte im Vergleich zu anderen Stromerzeugungstechnologien, aber die hohen spezifischen Investitionskosten verlangsamen die Markteinführung dieser Technologie. Bspw. betragen die spezifischen Investitionen der kleinen Anlagen 51.000 €/kW gegenüber 460 €/kW bei einem modernen Gas- und Dampfturbinenkraftwerk573. Sehr intensiv wird seit 10 Jahren im Bereich der Niedertemperatur-, insbesondere PEMBrennstoffzellen in Deutschland geforscht, die deutliche Vorteile gegenüber AFC-Anlagen haben. Die AFC-Anlagen verloren aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Methan in letzten Jahren an Bedeutung.

[...]

Die gegenwärtig verfügbaren Technologien haben relativ hohe Wirkungsgrade (bis 40% bei 200 kW(el) –Zellengröße) und beste Schadstoffemissionswerte im Vergleich zu anderen Stromerzeugungstechnologien, aber die hohen spezifischen Investitionskosten verlangsamen die Vermarktung der Technologie. Beispielweise betragen die spezifischen Investitionen der kleinen PEM-Anlagen (3-5 kW(el)) 51000 €/kW(el) gegenüber 460 €/kW(el) bei einem modernen Gas- und Dampfturbinenkraftwerk58.


58 Vgl. Starrmann (2001), S. 31.

Anmerkungen
Sichter
fret




[[QOrt::[Köln]| ]]



[[QVerlag::[Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln]| ]]

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