Regenerative Energie
Ausgleichsenergie - Perspektiven für Pumpspeicher
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2011)
Batterien, Pump- und Druckluftspeicher können schnell Leistung bereitstellen und verfügen über ein breites Regelband. Die Überbrückung von Flauten, der Ausgleich von Residuallastgradienten oder die Bereitstellung von Regelleistung führen zu unterschiedlichen Zahlen für den Bedarf an Leistung, Kapazität oder Speicherarbeit. Im Westen und Südwesten Deutschlands können etwa 3,5 GW Pumpspeicher mit einer Kapazität von rund 14 GWh ökologisch verträglich zugebaut werden.
Entwicklung einer kinetischen Strömungsturbine
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Zur Ausnutzung der Wasserkraft in ökologisch sensiblen Gebieten, in denen kein Aufstau zulässig ist, wird eine kinetische Strömungsturbine entwickelt. Die Turbine besteht aus einem Leitrad, einem Laufrad mit einem Ringgenerator und einem entsprechenden ausgelegten Saugmantel. Ein Prototyp der Anlage ist im St.-Lorenz-Strom in Montreal installiert, liefert ca. 100 kW Strom ins elektrische Netz und arbeitet seit der Installation im August 2010 störungsfrei.
Die Steffturbine - eine auf einem Umlaufband beruhende Kleinwasserkraftanlage
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Mit der Steffturbine wird in diesem Artikel eine technische Weiterentwicklung des Prinzips des oberschlächtigen Wasserrads vorgestellt. Mit hohem Wirkungsgrad ist sie geländeanpassungsfähig, wesentlich raumsparender und ohne große Infrastrukturanpassungen einfach einzubauen. Damit ist sie die einzige Turbine, welche in sehr kompakter Bauweise im Betrieb bei variablen Fallhöhen und veränderlichen Wasserständen direkt angepasst werden kann.
Die Very-Low-Head-Turbine - Technik und Anwendung
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Die Bezeichnung 'VLH' steht für 'Very Low Head' und so bezieht sich die 'VLH-Turbine' auf Anwendungen bei sehr kleinen Fallhöhen. Bisher stand bei Turbinen für Gefälle im Bereich von 1,4 bis 3,2 m im Focus, durch die Verkleinerung der Laufraddurchmesser, die Verminderung der Laufschaufelzahl und die damit verbundene Erhöhung des spezifischen Durchflusses, die Leistungsdichte zu erhöhen. Diese Entwicklung macht zwar die Turbine klein, jedoch Zu- und Ableitungsbauwerke mit immensen Ausmaßen notwendig. Damit ist eine wirtschaftliche Umsetzung nur in den wenigsten Fällen möglich. Die Grundidee des VLHKonzeptes steht in unmittelbarem Widerspruch zu dieser Tendenz und hat zum Ziel, durch große Laufraddurchmesser und ein geringer spezifischer Durchfluss die Größe der Bauwerke und damit die Kosten wesentlich zu reduzieren. Im Beitrag wird auf die technischen Besonderheiten der VLH-Turbine näher eingegangen und über die Betriebserfahrung der letzten vier Jahre berichtet.
Biogaseinspeisung in Erdgasnetze
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Bei der Verstromung von Biogas wird nur ein Teil der Energie des Biogases genutzt, weil in den meisten Fällen keine wärmetechnische Nutzung an den Standorten der Biogasanlagen möglich ist. Durch Einspeisung von aufbereitetem Biogas in Erdgasnetze kann das Biogas einem Verbraucher zugeführt werden, der an einem geeigneten Standort eine vollständige energetische Nutzung ermöglicht.
Bei der Planung der Netzeinspeisung sind neben den Betriebsbedingungen der Aufbereitungsanlage die Betriebsbedingungen und die Aufnahmekapazität des Erdgasnetzes zu prüfen. Danach richtet sich der Aufbau und Umfang der erforderlichen Anlagentechnik.
Sollte die Aufnahmekapazität des Erdgasnetzes nicht ausreichen, sind weitergehende Maßnahmen zur Kapazitätserweiterung erforderlich. Dies kann z.B. über Verknüpfung von zwei oder mehreren Erdgasnetzen erfolgen. Dabei ist zu unterscheiden zwischen der Verknüpfung mit einem vorangelagerten Erdgasnetz höherer Druckstufe über eine Rückeinspeisungsanlage und einer Verknüpfung von Erdgasnetzen gleicher oder niedrigerer Druckstufe über eine Gasdruckregel- und Messanlage.
Neues Sensormessverfahren zur Gasbeschaffenheitsmessung von Biogas
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Die Einspeisung von aufbereitetem Biogas in die Gastransportnetze stellt neue Anforderungen an die Gasbeschaffenheitsmessung. Für die amtliche fiskalische Messung wurden daher in jüngerer Zeit neue Gasbeschaffenheitsmessgeräte für Biogas entwickelt und zugelassen, hauptsächlich Prozessgaschromatographen. Der vorliegende Artikel präsentiert eine Untersuchung zu einem neuen Sensormessverfahren, das Potential für ein einfaches, robustes und wirtschaftliches Gasbeschaffenheitsmessgerät für Biogas zeigt.
BCM-Biogasanlagenscreening und BCM-Biogastest-1000 als Einheit
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Über eine geschlossene Bilanzierung der Biogasanlage in Kombination mit dem BCM-Biogastest-1000 können bestehende Leistungsreserven an Biogasanlagen erschlossen werden. Grundlage ist das BCM-Biogasanlagenscreening über das gesamte System Biogasanlage unter Nutzung der Daten sämtlicher Substrate, Edukte und Produkte. Dabei fließen die Parameter Mengen, TS, oTS, CSB, Energieinhalt aller Rohstoffe und Produkte (Methan, Diesel bei Zündstrahlmotoren bzw. Elektroenergie und Wärme), sowie die Energiebilanz, also auch Fackelstunden, BHKW-Wirkungsgrade, usw. ein. Voraussetzung für die Prozessoptimierung ist, dass alle Bilanzkreise, vor allem die der organischen Komponenten und der Energie, stimmig sind. Zusätzliche Potenziale für Methan - dem Energieträger im Biogas - können aus der organischen Bilanz abgeleitet werden. Die Biomethaneinspeisung bietet auch gerade bei kleinen Biogasanlagen deutliche Leistungsreserven und stellt eine Alternative zur Verstromung dar, vor allem wenn der Wirkungsgrad der Erzeugung von Elektroenergie unter 40 % liegt.
Gas-Plus-Technologien als Grundlage effizienter Energieverwendung - Impulse aus der DVGW-Innovationsoffensive
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Hocheffiziente Technologien in Kombination mit regenerativen Energien setzen sich im Wärmemarkt immer mehr durch. Die Gas-Plus-Technologien Gasbrennwert + Solar, Gaswärmepumpe sowie Mikro- Kraft-Wärme-Kopplung ermöglichen eine umfassende Integration Regenerativer Energien im gesamten Wärmemarkt (Solarthermie, Geothermie sowie Einsatz von Biogas und - perspektivisch - regenerativ erzeugter Wasserstoff), sodass nachhaltig die Ziele zum Ausbau der regenerativen Energien und zur Senkung der CO2-Emissionen erreichbar werden.
KLÄRSCHLAMM ALS NÄHRSTOFF- UND BIOMASSETRÄGER
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2011)
Vor dem Hintergrund des Paradigmenwechsels in der Abfallwirtschaft "weg von der Beseitigung, hin zum Recycling" werden die Potenziale der Klärschlammnutzung aufgezeigt und diskutiert. Klärschlämme entstehen zwangsweise bei der mechanisch- biologischen Abwasserreinigung und sind somit die Senke aller im Abwasser enthaltenen Substanzen. Von besonderem Interesse sind hierbei die organischen Verbindungen, die durch geeignete Verfahrenstechniken in Biogas umgesetzt werden können und somit einer hochwertigen Nutzung zur Verfügung stehen.
KLIMASCHUTZ DURCH BIOMASSENUTZUNG - STRATEGIEN DER BUNDESREGIERUNG
© HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fakultät Ressourcenmanagement (10/2011)
Die Bundesregierung hat in ihrem Energiekonzept im Jahre 2010 - auf der Grundlage der Vorgaben des Koalitionsvertrages - ehrgeizige Ziele zur Minderung der Treibhausgasemissionen beschlossen. Wir wollen die klimaschädlichen Emissionen bis 2020 um 40% gegenüber dem Basisjahr 1990 senken. Entsprechend der Zielsetzung der Industriestaaten möchten wir die Treibhausgasemissionen im Energiesektor bis 2050 um mindestens 80% senken.