nutzung der abwärme und Prozesswärme aus Biogas-anlagen (Bga ...

Was ist GREEN MACHINEGreen Machine arbeitet nach dem Prinzip der ORC (Organic Rankine Cycle) zur Nutzung von Abwärme, die in elektrischeEnergie umgewandelt wird.Die Green Machine Einheit der Firma ElectraTherm erzeugtStrom (brennstoff- und emmisionsfrei) aus Prozess-Wärme undAbwärme schon ab 77 °C.Die Green Machine verfügt über einen bewährten, patentgeschütztenrotierenden Doppel-Schraubenexpander. Die GreenMachine erzeugt und transformiert den Strom von einer Niedertemperatur-Abwärmequellean KWK-Einheiten von BGA. Damitgewährleistet sie baldige, überschaubare Amortisation dieser Investition.solution for renewable and green energy

Green Machine EinheitGreen Machine SERIES 4000 (Leistung von 20–65 kW)Green Machine Einheiten können parallel geschaltet werden,sodass eine maximale Leistung von 375 kW erzielt wird.LEISTUNGSPARAMETERHeißes Wasser in elektrische Energie* in metrischen EinheitenElektrischeLeistung*Bedingungen für die AbwärmeKondensationsbedingungenkWeEintrittstemperatur°CLeistungs-BedarfkWDurchflussl/sEintrittstemperatur°CUmgebungslufttemperatur°CKondensationslastkW20–65 77–116 400–860 3,8–12,6 4–43 < 38 380–795* Bruttoproduktionsolution for renewable and green energy

Funktionsprinzip der GREEN MACHINEDas System der Umwandlung von Wärme in elektrischen Strom mithilfe der Green Machine arbeitet nach dem Prinzip einesgeschlossenen Organic Rankine Cycle (ORC). Das Prinzip ist ähnlich dem einer herkömmlichen Dampfmaschine, in derkochendes Wasser in Dampf umgewandelt wird. Der Dampf wird dann in mechanische Energie umgewandelt. Die GreenMachine nutzt die überschüssige Wärme zur Erwärmung der Betriebsflüssigkeit bis zum Siedepunkt und zu deren Vergasung.Schritte im Prozess:1 Die Wärme wird mittels Verdampfer auf das Arbeitsfluid übertragen. Das Arbeitsfluid wird zum Sieden gebracht unddadurch in Dampf verwandelt.2 Der Dampf wird in den Schraubenexpander geleitet, wo seine Dampfenergie in mechanische Energie umgewandelt wird.3 Der Dampf wird mittels kalten Wassers im Kondensator abgekühlt, kondensiert und geht wieder in den flüssigen Zustand über.4 Das Arbeitsfluid wird zurück in den Verdampfer gepumpt. Dann wiederholt sich der Zyklus.solution for renewable and green energy

Schematische Darstellung der Funktion der Green MachineGenerator3VerdampferExpanderLeistung(Elektrizität)Wärmeam Eintritt4Kondensator2Pumpe1Wärmeam Austritt1234NiederdruckflüssigkeitHochdruckflüssigkeitErwärmter DruckdampfNiederdruckdampfGreen Machinesolution for renewable and green energy

Patentierter SchraubenexpanderPatentierter „twin screw expander“ bietet signifikante Vorteile• keine Rauchgase, sondern nur warmes (heißes) Wasserwird als das Medium verwendet• hohe Systemeffizienz bei sehr niedriger Drehzahl

Standartisierte Umschaltung der KWK-Einheit Jenbacher für die Green MachineWarmwasserkreis (berechnet mit Glykol 37%)Nutzbare thermische Leistung778 kW(±8 % Toleranz +10 % Auslegungsreserve für Rückkühlung)Warmwasserdurchflussmenge26,7 m 3 /hEinbindungsvariante CProjekt J 316 GS-C2594 kW281 kW 62 kW 341 kWÖl Motor Gemisch1.StufeAbgas75,0 °C 78,4 °C 88,5°C90,7 °C 103,0 °Cmax. 90 °Cmax. 95 °C98,6 °C180 °C~ 465 °C59 kWKühlkreis (berechnet mit Glykol 37%)Gemisch 2.StufeAbzuführende thermische Leistung(±8 % Toleranz +10 % Auslegungsreserve für Rückkühlung)Kühlwasserdurchflussmenge59 kW15,0 m 3 /h50,0 °C 53,8 °C55,0 °Csolution for renewable and green energy

....Standardisiertes Schaltschema der Eingliederung von Green MachineJESUS1PIP.01.102PSP.01.101SLP.01.101PDS...YCZP.01.103P.01-YFA-101TIP.01.103DN125 / DN100PSP.01.103150mbarYCIP.01.103AHDN125 / DN100DN125PN16650°C AHTIP.02.008103,0°CP.02-W-001QagTIP.02.008180°C AHFJESP.02-XSA-001JESFL pMafJESHP.06-YPS-001.bar...×...kW...A...V...HzARI-EURO-WEDI-DN802,5 bar. L80 lDN100TIPIDN 80ORC≤ 1,3mDN1004 x DN 65G1/2TIDN 80Δp= .barDN300PN10424°CJESΔp= .barJESSheet .DDN125PN16JMS 412 GS-B.LVersion B25CP el=889kWP m=916kWJESJESSheet .J ISheet .BANMSheet ..Sheet .Sheet ..Sheet .Sheet ..JES.93,2°C80,0°C58,1°C55,0°CDN65PN10DN100PN10JESDN100PN10JESΔp MN = 0,8bar MAX.DN65PN10JESJESP.06.001PI...kW.A...V...HzNCP.06.001JESP.06-P-001..barP.06-M-001P.06-YPC-001P.06.002PIPIP.06.005. LP.06-B-001P.06-YFC-00399°C ASH TS5bar ASHP.06.001PITSP.06.006P.06.02374°C TCP.06.015TIP.06.015P.06-YTC-002JESIIIPSP.06.001ASHPS2,5bar ASL P.06.045PSP.06.030IIII IITIP.06.01275°C P.06.012P.06-YTC-001JESTCMAX. ΔT 10°C/MINMAX. ...BARMIN. 2,5BARP.06-W-001[..-..]Δp= .barJES90,0°CP.06-W-101Q ww80,0°C...×...kW...A...V...HzJES85,0°C75,0°Csolution for renewable and green energyDM28PN10DM28PN10PI

Technische Vorteile der Green MachineVorzüge und Vorteile• als Medium werden keine Abgase, sondern nur warmes (heißes)Wasser verwendet• modulares und skalierbares Design (Outdoor-Version)• automatisiertes Verwaltungs- und Kontrollsystem• einfache Integration in den Hydraulikkreis des warmen (heißen)Wassers der KWK-Einheit• Einfache Installation (max. 4 Tage vor dem Start der Maschine)• enthält nur drei Hauptkomponenten mit beweglichen Teilen• Kühlung mit Luft oder Wasser• Produktion von elektrischer Energie ohne VerbrennungsprozessDie Green Machine konvertiert zwischen 9,5–11 % derNiedertemperaturwärme-Energie durch Umwandlung• Keinerlei giftige Produkte• Fernüberwachung und-steuerung• automatisches Start / Stopp-Systemin Strom, und zwar in Abhängigkeit von der Kondensationstemperatur.solution for renewable and green energy

PLC Panel Green MachineFernüberwachung+ Steuerung

Wie die Green Machine an das Stromnetz anzuschließen istIn der Green Machine erzeugter Strom:• wird zur Deckung des Eigenverbrauchs der Biogasanlagegenutzt• wird zur Deckung des Eigenverbrauchs der vorhandenenKWK-Einheit genutzt• wird zur Deckung des Eigenverbrauchs der Gebäude derBGA genutzt• wird gegebenenfalls ins Netz eingespeistsolution for renewable and green energy

GREEN MACHINE REFERENZEN

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineStandort:BGS Moravská TřebováTschechische Republik1 St. Green Machine < 50 kWBetriebsstunden > 9200 StundenKWK-Einheit: MWM – 2 × 499 kWVerfügbare Wärme: < 450 kWErreichte Vorlauftemperatur: 90 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 36 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineInvestor:Fosfa, a. s.Břeclav-Poštorná, Tschechische RepublikKWK Einheit für Verbrennung von Erdgas2 St. Green Machine < 50 kWKWK-Einheit: Tedom 2 × 500 kWVerfügbare Wärme: < 800 kWErreichte Vorlauftemperatur: 85 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 76 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineStandort:BGA Vysoké MýtoTschechische Republik1 St. Green Machine < 50 kWKWK-Einheit: Schnell 4 × 250 kWVerfügbare Wärme: < 500 kWErreichte Vorlauftemperatur: 88 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 39 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineStandort:BGA BrnoTschechische Republik1 St. Green Machine < 50 kWKWK-Einheit: Schnell 4 × 250 kWVerfügbare Wärme: < 600 kWErreichte Vorlauftemperatur: 95 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 39 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineStandort:BGA Zemplínská TeplicaSlowakische Republik1 St. Green Machine < 65 kWKWK-Einheit: Jenbacher 1036 kWVerfügbare Wärme: < 780 kWErreichte Vorlauftemperatur: 115 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 55 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineStandort:BGA StrážniceTschechische Republik1 St. Green Machine < 50 kWKWK-Einheit: Jenbacher 889 kWVerfügbare Wärme: < 550 kWErreichte Vorlauftemperatur: 95 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 41 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineStandort:BGA ŠlapanovTschechische Republik1 St. Green Machine < 50 kWKWK-Einheit: Jenbacher 750 kWVerfügbare Wärme: < 550 kWErreichte Vorlauftemperatur: 95 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 41 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineEinbauort:BGA TrechwitzGermanyKWK-Einheit: MWM 1000 kWVerfügbare Wärme: < 450 kWErreichte Vorlauftemperatur: 92 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 37 kWsolution for renewable and green energy

Grundlegende Informationen über die Installation der Green MachineEinbauort:BGA BohmteGermanyKWK-Einheit: Jenbacher 800 kWVerfügbare Wärme: < 400 kWErreichte Vorlauftemperatur: 88 °CDurchschnittliche Leistungder Green Machine: 32 kWsolution for renewable and green energy

ÖKONOMISCHERNUTZENDER GREEN MACHINEin Zusammenhang mit dem Betrieb derGreen Machine an BGA und KWK

Kontrollmessung der Stundenleistung und Effizienz der KWK-EinheitBGA Strážnice – Test von Stundenleistung und Effizienz der KWK-Einheit mit und ohne Green MachineStandort: Strážnice, Tschechische RepublikBSP Parameter:Installierte Leistung der KWK-Einheit:889 kWDie Auslegungsparameter der Green Machine:1 St. ORC Green Machine – Leistungsserie 50 kWBetriebsstunden:> 3060 StundenKWK-Einheit:Jenbacher – 889 kW eVerfügbare Wärme:< 600 kW tErreichte Vorlauftemperatur: 94–96 °CDurchschnittliche Leistung der Green Machine: 38–43 kWsolution for renewable and green energy

Technische Beschreibung der KWK-Einheit – Jenbacher JMS 412 GS-B.LBGA Strážnice Leistung der KWK-Einheit (Auszug aus den technischen Rahmenbedingungen)Entsprechend den technischen Bedingungen wird die Gesamtleistungmit einer Toleranz von 8 % berechnet.Standardisierte Bezugsbedingungen:Luftdruck1000 mbar oder 100 m ü.M.Volumetrische Daten im Normalzustand (Verbrennungsgasund Verbrennungsluft und Abgase):Lufttemperatur25 °C oder 298 KDruck1013 mbarrelative Luftfeuchtigkeit 30 %Temperatur0 °C oder 273 KDer Rückgang der Motorleistung von Turbomotoren:Im Falle der Installation des Motors auf einer Höhe von ≤ 500 m ü.M. und Lufttemperatur ≤ 30 °C (T1)Maximale Temperatur im Machinenraum: 50 °C (T2) die Störung verursachte den Einhaltsolution for renewable and green energy

RÜCKVERGÜTUNGDER INVESTITIONENModellfallNeue Installationen an BGA

Modellbeispiel des Potenzials der Green Machine-InstallationBGA - 999 kW e , 1000 kW t(40 % der Wärme wird für BGA-Technologie verwendet, 60 % für die Green Machine)Die Berechnung der Erträge und Rückvergütung der Investition basiert auf den reellen Parametern dertechnologischen Wärme und Abwärme und den Optionen des InvestorsTabelle von vorausgesetzten WertenWärmemenge für die Green Maschine 600 kW t *Verfügbare Temperatur des Mediums am Eintritt 95 °CWarmwasserdurchfluss12 l/sBetriebsstundenzahl der Green Machine und KWK-Einheit (Schätzung) 8200* Die Green Machine kann schon ab einem Wert von 300 kW t installiert werdensolution for renewable and green energy

Der primäre Beitrag liegt in der Reduktion des Eigenverbrauchs zur Kühlungdes Motors der KWK-EinheitDie ungefähren Eigenverbräuche von VorrichtungenGreen MachineKraft-Wärme-KopplungseinheitInterne Pumpe Green Machine 1,5 kW Pumpe der KWK-Einheit Kühlung 3,5 kWGreen Machine Kühler 6 kW Kühler der KWK-Einheit (Durchschnittsverbrauch) 12 kWInsgesamt maximale Leistungsaufnahme über 29 °C 7,5 kW Insgesamt maximale Leistungsaufnahme über 29 °C 15,5 kWVerbrauch bei einer Durchschnittstemperaturin Deutschland5 kWVerbrauch bei einer Durchschnittstemperaturin Deutschland9,5 kWBeitrag der Green Machine zur Verbesserung der Effizienz der KWK-Einheit (Reduzierung des Eigenverbrauchs)Ersparnis bei der Kühlung der KWK-Einheit – Steigerung der Effizienz pro Betriebsstunde(minimale erreichte Temperatur)Gesamtersparnis pro Jahr4,5 kW36 900 kWsolution for renewable and green energy

LEISTUNGENUND ERTRÄGEModellfallNeue Installationen an der BGA

Ein Musterbeispiel angenommener Leistungen der Green MachineTabelle mit vorausgesetzten WertenVerfügungsmenge von Wärme – die durchschnittliche Leistung des Aggregates600 kW tTemperatur des Mediums am Eintritt in die Green Machine 95 °CPro Stunde produzierter Brutto-Strom43 kWPro Stunde produzierter Netto-Strom (nach Abzug des internen Verbrauchs der Green Machine)40 kWBetriebsstundenzahl der Green Machine und KWK-Einheit (Schätzung) 8200Pro Tag in der Green Machine produzierter Netto-Strom (24 Stunden)960 kWPro Jahr in der Green Machine produzierter Netto-Strom328 000 kWEinsparungen bei Kühlung der KWK-Einheit pro Jahr (siehe Eigenverbräuche für Kühlung der KWK-Einheit)36 900 kWGesamtenergie pro Jahr für Vertrieb / Eigenverbrauch364 900 kWVorausgesetzte Effizienzerhöhung der KWK-Einheit pro Stunde Energieerzeugung durch Installation der Green Machine 20 kWVorausgesetzte Effizienzerhöhung der KWK-Einheit pro Jahr Energieerzeugung durch Installation der Green Machine 164 000 kWVorausgesetzte Produktion der Green Machine mit erhöhter Effizienz der KWK-Einheit528 900 kWsolution for renewable and green energy

Einfache Rückvergütung der Investition für die Erzeugung der elektrischen EnergieErzeugung von Strom aus Green Machine pro Jahr (8 200 Stunden)Vorausgesetzte Erhöhung des Wirkungsgrads der KWK-Einheit pro Jahr der Stromerzeugungdurch Installation der Green MachineVorausgesetzte Produktion der Green Machine mit einer erhöhten Effizienz der KWK-EinheitDeckung des Eigenverbrauchs der BGA im Rahmen der AnkaufpreiseÖkonomischer Nutzen (Gesamterlöse pro Jahr)Ökonomischer Nutzen (Gesamterlöse pro 20 Jahre Lebensdauer und Betrieb der Green Machine)364 900 kW164 000 kW528 900 kW0,170 EUR/kWh89 913 EUR1 798 260 EURGesamtpreis für eine schlüsselfertige Installation der Green MachineEinfache Rückvergütung der Green Machine290 000 EUR3,23 Jahresolution for renewable and green energy

SERVICE-PLAN DER GREEN MACHINEStandard-ServiceOperationen in der Zeitfolge

Serviceplan der Green MachineZweijähriger Service-Plan der Green MachineErstes Jahr – BetriebsstundenZweites Jahr – Betriebsstunden2200 4400 6600 8800 11000 13200 15400 17600Prüfung der Spannung des Antriebsriemens x x x x x x x xKontrolle der Rohrleitungen, Flansche, Armaturen auf Anzeichen von Lecks x x x x x x x xInspektion der technischen Elemente (Verschleiß, Schäden) x x x x x x x xSchmierung der Pumpe für die Betriebsflüssigkeit x x x x x x x xErsatz des Riemens x x x xInspektion der Lager am Generator (reibungsloser Lauf der Welle) x x x xDie Reinigung der Filter an der Kontrolltafel, Überprüfung der Funktion der Ventilatoren x x x xÜberprüfung der Verdrahtung (Verschleiß, Beschädigung) x x x xSchmierung von Lagern im Generator x x x xKontrolle des Druckverlusts auf der Warmwasserseite x xTest der Acidität des Kältemittels x xReinigung des Schranks der Green Machine x xÜberprüfung der Öl-Konzentration im Kühlmittel x xÜberprüfung der Funktion des Druckluftsystems x xInspektion der Sicherheitselemente (Leuchtanzeige, Drucktaster, Schilder) x xErsatz der EntlastungsventilexWechsel der Batterien für Display und PLCxsolution for renewable and green energy

Durch Installation der von der Firma ElectraTherm gelieferten Green-Machine-Technologie lässt sich Prozesswärme und Abwärme aus der KWK-Einheit ohneBrennstoffeinsatz in elektrische Energie umwandeln.THIS IS SMART POWER

solution for renewable and green energyGB Consulting, s. r. o.Hudcova 533/78c, 612 00 Brno, Czech Republic - Europetel.: +420 603 201 285, +420 775 777 573e-mail: info@gbconsulting.cz, www.gbconsulting.czwww.gmachine.eu