Nachhaltige Wärmenutzung von Biogasanlagen - e-sieben.at
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18<br />
Nettoenergieverbrauch pro Person in einem Haushalt zum Heizen und WW: 20,2<br />
kWh/d (Tag) oder 7.373 kWh/a (Jahr)<br />
Nettoenergieverbrauch pro Person in einem Haushalt zum Heizen: 17 kWh/d oder<br />
6.205 kWh/a<br />
Nettoenergieverbrauch pro Person in einem Haushalt zum Heizen: (pro m²<br />
Wohnfläche): 155 kWh/a/m²<br />
Nettoenergieverbrauch pro Person in einem Haushalt für WW: 3,2 kWh/d oder 1.168<br />
kWh/a<br />
Eine 500 kWth Biogasanlage könnte den jährlichen Verbrauch <strong>von</strong> 543 Personen decken,<br />
wenn eine jährliche Energieproduktion <strong>von</strong> 4,000 MWhth zugrunde legt und einen<br />
Energieverbrauch <strong>von</strong> 7.373 kWh/a pro Person für Brauchwarmwasser und Heizung<br />
angenommen wird. Diese Berechnung beruht n<strong>at</strong>ürlich auf einer groben Schätzung, die auf<br />
Durchschnittswerten basiert. Andere Faktoren, wie der jahreszeitlich schwankende<br />
Wärmebedarf, welcher auf den unterschiedlichen klim<strong>at</strong>ischen Bedingungen im Winter und<br />
Sommer beruht, müssen auch berücksichtigt werden. Saisonbedingte Schwankungen des<br />
Wärmebedarfs stellen eine grundlegende Herausforderung für Abwärmekonzepte zur<br />
Beheizung <strong>von</strong> Haushalten dar.<br />
2.5 Wärmebedarf <strong>von</strong> Fermentern<br />
Wie bereits in den vorigen Kapiteln beschrieben wurde, müssen Fermenter beheizt werden,<br />
um einen stabilen und effizienten biologischen Ferment<strong>at</strong>ionsprozess zu garantieren. Bei<br />
mesothermen <strong>Biogasanlagen</strong> bewegt sich die übliche Fermentertemper<strong>at</strong>ur zwischen 38°C<br />
bis 44°C, je nach Substr<strong>at</strong>art und Prozessführung. Unterschiedliche Technologien<br />
ermöglichen das Beheizen <strong>von</strong> Fermentern, z.B. im Fermenter verlegte Heizrohre oder durch<br />
eine Pumpe, welche Substr<strong>at</strong> durch einen Wärmetauscher pumpt.<br />
Der Wärmebedarf des Fermenters ist für <strong>Wärmenutzung</strong>skonzepte wichtig, da dieser die<br />
verfügbare Wärmemenge für weiterführende Prozesse beeinflusst. Der Wärmebedarf des<br />
Fermenters wird <strong>von</strong> der Umgebungstemper<strong>at</strong>ur und somit <strong>von</strong> den klim<strong>at</strong>ischen<br />
Bedingungen bestimmt. Zusätzlich zur Fermenterheizung kann Wärme für die<br />
Hygienisierung des Substr<strong>at</strong>es in Abfallbewirtschaftungsanlagen benötigt werden.<br />
Wird der Wärmebedarf einer Biogasanlage bestimmt, muss zunächst der Wärmebedarf der<br />
Anfangsphase (Anfahrphase) <strong>von</strong> dem Wärmebedarf für den weiteren kontinuierlichen<br />
Betrieb unterschieden werden. Der Anfangsbedarf (Qstart) wird in der Gleichung 2 dargestellt<br />
und ist <strong>von</strong> den spezifischen Eigenschaften des Substr<strong>at</strong>es (Wärmekapazität c), der<br />
Substr<strong>at</strong>menge (m) und der Differenz der Substr<strong>at</strong>temper<strong>at</strong>ur (∆T) abhängig. Außerdem geht<br />
in der Anfangsphase Wärme durch die Fermenter-Oberflächen (Qdämmung) verloren.<br />
∆ ä<br />
Qstart Wärme, welche für den Beginn des Ferment<strong>at</strong>ionsprozesses<br />
c<br />
notwendig ist kWh<br />
Wärmekapazität des Substr<strong>at</strong>es J/kg K<br />
m Masse t<br />
∆T Temper<strong>at</strong>urschwankungen des Substr<strong>at</strong>es vor und nach der<br />
t<br />
Befüllung des Fermenters K<br />
Zeit Stunden<br />
Qdämmung Wärmeverluste durch Fermenter‐Oberflächen kWh<br />
Gleichung 2
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