Nachhaltige Wärmenutzung von Biogasanlagen - e-sieben.at
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Der Brennwert oder obere Heizwert (Hs, Ho), im Englischen auch superior he<strong>at</strong>ing value<br />
(Hs), gross energy value, upper he<strong>at</strong>ing value, gross calorific value (GCV) oder higher<br />
calorific value (HCV) genannt, bezeichnet den gesamten Energiegehalt des Brennstoffes.<br />
Nach diesem Wert werden alle Verbrennungsprodukte auf die Temper<strong>at</strong>ur vor der<br />
Verbrennung abgekühlt (oft 25°C). In der Kalkul<strong>at</strong>ion des Hs wird <strong>von</strong> einem flüssigen<br />
Zustand des gesamten Wasseranteils nach der Verbrennung ausgegangen.<br />
Der obere Heizwert <strong>von</strong> Erdgas ist um ca. 11% größer als der untere Heizwert.<br />
2.2 Zahlen und Umrechnungswerte im Wärmebereich<br />
Das m<strong>at</strong>hem<strong>at</strong>ische Symbol für Wärme ist Q und die SI-Einheit wird in Joule (J) berechnet.<br />
In vielen Anwendungsgebieten des Ingenieurwesens wird jedoch auch die Britisch Termal<br />
Unit (BTU), die Öleinheit (toe) und die Kalorie genutzt. Das m<strong>at</strong>hem<strong>at</strong>ische Symbol für den<br />
Wärmestrom (Leistung) ist und die Standardeinheit ist W<strong>at</strong>t (W) das als Joule pro Sekunde<br />
definiert ist. W<strong>at</strong>t ist die meistbenutze Einheit im Biogas-Sektor.<br />
16<br />
1 J = 1 Ws = 1/3.600 Wh<br />
1 Wh = 3.600 Ws = 3.600 J<br />
1 toe = 11.630 kWh = 41,87 GJ<br />
1 BTU = 1.055 J<br />
Die gesamte Leistung <strong>von</strong> <strong>Biogasanlagen</strong> wird üblicherweise in kW oder MW (Kilo- oder<br />
Megaw<strong>at</strong>t) gemessen, die elektrische Leistung in kWel und die thermische Leistung in kWth.<br />
Die <strong>von</strong> <strong>Biogasanlagen</strong> produzierte Energiemenge wird normalerweise als kWh (Kilow<strong>at</strong>t pro<br />
Stunde) oder MWh angegeben. Die t<strong>at</strong>sächliche jährliche Energieproduktion <strong>von</strong><br />
<strong>Biogasanlagen</strong> wird in kWh/a (Kilow<strong>at</strong>tstunden pro Jahr) angeführt. Diese Berechnungen<br />
basieren auf der Stundenanzahl eines regulären Jahres, d.h. 8.760 Stunden pro Jahr (a).<br />
Je nach Größe der typischen Biogasanlage wird ein unterschiedlicher SI-Präfix verwendet:<br />
Kilo (10³), Mega (10 6 ) und Giga (10 9 ).<br />
Wärme kann entweder mit dem Kalorimeter gemessen oder anhand <strong>von</strong> Zahlenwerten, wie<br />
etwa Volumen, Masse, Temper<strong>at</strong>ur und Wärmeleistung berechnet werden. Die<br />
„verbrauchte“ Wärme in Energiesystemen, wie z.B. zur Wohnraumbeheizung, wird häufig<br />
<strong>von</strong> einem Wärmemengenzähler überwacht. Dieses Gerät misst die thermische Energie<br />
einer Quelle (z.B. BHKW), indem es den Wärmestrom der Transferflüssigkeit (z.B. Wasser)<br />
misst und die Temper<strong>at</strong>urdifferenz (∆T) zwischen den Rücklauf- und Vorlaufleitungen<br />
registriert.<br />
Ein für die KWK-Anlage wichtiger Zahlenwert ist das Kraft-Wärme-Verhältnis, welches die<br />
Beziehung zwischen Strom und nutzbarer thermischer Energie (Directive 2004/8/EC)<br />
beschreibt. Eine hohe Zahl deutet auf eine hohe Stromproduktion hin. Typische Zahlenwerte<br />
einer KWK-Anlage befinden sich zwischen 0,4 und 0,9.<br />
Folgende Zahlenwerte sind für die Berechnung und Messung der Energiewerte <strong>von</strong><br />
<strong>Biogasanlagen</strong> nützlich:<br />
Energiegehalt in 1 kg Biomethan: 50 MJ<br />
Energiegehalt in 1 Nm³ Biomethan: 35,5 MJ oder ca. 9,97 kWh<br />
Biomethangehalt in 1 Nm³ Biogas: 0,45-0,75 Nm³<br />
Energiegehalt in 1 Nm³ Biogas: 5-7,5 kWh<br />
Stromproduktion aus 1 Nm³ Biogas: 1,5-3 kWhel<br />
Dichte <strong>von</strong> 1 Nm³ Biomethan: 0,72 kg/Nm³
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