Additive Energiesysteme
Gebäudetechnik 2 / Energie und Wärmekraftkopplung, Geothermik, Brennstoffzellen, Biogasanlage
Gebäudetechnik 2 / Energie und Wärmekraftkopplung, Geothermik, Brennstoffzellen, Biogasanlage
Erklären Sie die Funktion einer Brennstoffzelle?
Es wird der Umgekehrte Vorgang der Elektrolyse angewendet.
In der Brennstoffzelle reagiert Wasserstoff H2 und Sauerstoff O2 und verbindet sich zu Wasser. Bei diesem Vorgang wird elektrische Energie frei.
Welche Brennstoffzellen gibt es heute?
5 Hauptvarianten
- Alkalische Brennstoffzellen
- Phosphorsäure-BSZ
- Festoxid-BSZ
- Membranbrennstoffzelle
- Schmelzkarbonat-BSZ
Zählen Sie Anwedungen auf für die Brennstoffzellen
- In Kleineinheiten zur Strom und Wärmeversorgung von Haushalten.
- Als Kraftwerk für Wohnanlagen und öffentliche Gebäude
- Fahrzeug-Antrieb, Raumfahrt und Militär
- Akku Ersatz in Handys. Handyladestationen, Laptops, usw
Zählen Sie Eigenschaften und die Anwendung von Niedertemperatur-Brennstoffzellen auf.
Eigenschaften: Leistungen bis 100 kW, kleines Gewicht, sehr teuer
Anwendung: Als Speicher, in der Automobiltechnik
Zählen sie Eigenschaften und die Anwendung von Mitteltemp.- Brennstoffzellen auf.
Eigenschaften: 160-220grad, Leistungen bis 200kW, Wirkungsgrad bis 80%
Anwendung: BHKW
Zählen sie Eigenschaften und die Anwendung von Hochtemp.-Brennstoffzellen auf.
Eigenschaften: 660-1000grad, Leistungen in MW
Anwendung: BHKW
Wie entsteht Biogas?
Biogas entsteht in der Natur überall dort wo organische Materie unter Licht- und Luftabschluss dh anaerob, abgebaut wird.
Zusammensetzung von Biogas?
60% Methan / 38% Kohlendioxid. Daneben findet man auch Stickstoff sowie Schwefelwasserstoff
Unterschied aeroben und anaeroben Prozess?
Aerob: Der Prozess findet die Umwandlung durch Mikroorganismen welche sich in der Gülle selbst oder im Boden angesiedelt haben statt
Anaerob: der Prozess findet unter Licht und Luftabschluss statt
Was kann als Ertrag einer Biogasanlage angesehen werden?
Die Kosteneinsparung an Strom und des Ölverbrauchs
Zählen sie Anwendungen von Biogas auf
Heizen, Produktion von Brauchwasser, WKK sowie Treibstoff
Wie gross ist der Anteil des Heizwertes des Biogases, welches dem Fermenter wieder zugeführt wird?
ca 40%
Wo ist eine Biogasanlage sinnvoll?
Auf Bauernhöfen oder wo eine grosse Menge Gülle anfällt.
Wie hoch sind die Investitionskosten einer Biogasanlage?
Je nach System zwischen 3000 - 7000 Fr. pro Grossvieheinheit
Zählen Sie Vor und Nachteile einer Biogasanlage auf
V: Nutzung von erneuerbaren Stoffen, wenig Schlamm, Biogas liefert hochwertige energie, es wird weniger Material in die ARA geleitet
N: Hoher Investitionsaufwand, Geruchsbildung, Bauvolumen (Gastank)
Was ist ein Fermenter?
Herzstück der Biogasanlage bildet der Gärbehälter, in welchem die anerobe Vergärung bzw die Biogasproduktion stattfindet
Tägliche Güllenproduktion einer Grossvieheinheit?
50-60 Liter
Wie lange dauert der Gärprozess und wie hoch die Gärtemp?
20-28 Tage bei 28-32grad
Wie vielen Litern Heizöl entspricht 1,5m3 Biogas?
1 liter
welche Gasmenge liefert eine Grossvieheinheit und welchem Heizwert entspricht dies?
1-1,5m3 ca 6-6,5 kWh
Was heisst Emission?
Der Ausstoss von luftverunreinigenden Stoffen, Gerüchen, Lärm, Erschütterungen, Strahlen und ähnliche Erscheinungen aus einer Anlage
Was heisst Imissionen?
Die Einwirkung von luftverunreinigenden Stoffen, Gerüchen, Lärm, Erschütterungen, Strahlen usw auf den Menschen
Wann spricht man von einem Heiztag?
Wenn die Aussentemp weniger als 12 grad beträgt
Was heisst WKK?
Wärmekraftkopplung (ab 10MW)
Was heisst KWK?
Kraft Wärme Kopplung
Was heisst BHKW?
Blockheizkraftwerk (unter 10MW)
Was heisst HKW?
Heizkraftwerk (neuste Definition im deutschen Sprachraum)
Was heisst TEA
Totalenergieanlage (Gasmotor, Generator und Wärmepumpenverdichter)
Was heisst TOTEM?
Total - Energie - Modem
Warum eine Wärmekraftkopplung?
Ist eine Heizung, welche gleichzeitig auch elektrische Energie produziert.
Der Verbrauch der Primärenergie soll reduziert werden
Zeichnen Sie ein Energieflussdiagramm von einer Oelheizung und einer WKK - Anlage
Welche Art von Verbrennungskraftmaschinen unterscheidet man grundsätzlich?
Motor-Blockheizkraftwerke
Gasturbinen-Blockheizkraftwerke
Brennstoffzellen
Was sind Mikro WKK- Anlage und wo setzt man sie ein?
Ein Blockheizkraftwerk mit einem Einzylinder-Motor
Die Anlagen werden für den Einfamilienhausbau als Ersatz für eine Oel-Heizungsanlage verwendet (Leistungsbereich von 4kWe bis 15kWe)
Sind WKK-Anlagen wirtschaftlich?
Die Wirtschaftlichkeit ist abhängig von der Auslastung der Anlage (wenn möglich 100%) und Energiepreis des Netzanbieters
Zählen Sie wichtige Punkte auf bei der Planung einer WKK-Anlage
- Abstimmung betreffend Energiegrössen und Energieverbrauch
- Bedarfsdaten: Energieverbrauch und Verlauf pro Tag
- Abgasreinigung (Diesel oder Gas)
- Reinigungs und Wartungsprobleme
- Standort der Anlage betreffend Schall und Vibrationen
- Laufzeit der Anlage
- Welcher Rohstoff ( Gas, Oel) oder Elektrizität
- usw
Was ist Fernwärme?
Thermische Nutzenergie, welche zentral bereitgestellt wird und mit einem Rohrleitungssystem verteilt wird.
Was ist Geothermik?
Geothermische Energie wird auch als erdwärme bezeichnet. Es handelt sich um Energie bzw. Wärme unterhalb der Erdoberfläche.
Wie hoch ist ca die Temperatur im Erdinnern?
Temp über 6000 grad celsius
Um wie viel grad erhöht sich die Temp der Erde pro 100m Tiefe ca.?
etwa 3 - 4grad
Welche Arten der geothermischen Nutzung unterscheidet man?
- oberflächennahe Geothermie
- hydrothermale Geothermie
- tiefe Erdwärmesonden
- Hot Dry Rock Technologie (HDR)
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Cartes-fiches
Was heisst Emission?
Der Ausstoss von luftverunreinigenden Stoffen, Gerüchen, Lärm, Erschütterungen, Strahlen und ähnliche Erscheinungen aus einer Anlage
Was heisst Imissionen?
Die Einwirkung von luftverunreinigenden Stoffen, Gerüchen, Lärm, Erschütterungen, Strahlen usw auf den Menschen
Wann spricht man von einem Heiztag?
Wenn die Aussentemp weniger als 12 grad beträgt
Was heisst WKK?
Wärmekraftkopplung (ab 10MW)
Was heisst KWK?
Kraft Wärme Kopplung
Was heisst BHKW?
Blockheizkraftwerk (unter 10MW)
Was heisst HKW?
Heizkraftwerk (neuste Definition im deutschen Sprachraum)
Was heisst TEA
Totalenergieanlage (Gasmotor, Generator und Wärmepumpenverdichter)
Was heisst TOTEM?
Total - Energie - Modem
Warum eine Wärmekraftkopplung?
Ist eine Heizung, welche gleichzeitig auch elektrische Energie produziert.
Der Verbrauch der Primärenergie soll reduziert werden
Zeichnen Sie ein Energieflussdiagramm von einer Oelheizung und einer WKK - Anlage
Welche Art von Verbrennungskraftmaschinen unterscheidet man grundsätzlich?
Motor-Blockheizkraftwerke
Gasturbinen-Blockheizkraftwerke
Brennstoffzellen
Was sind Mikro WKK- Anlage und wo setzt man sie ein?
Ein Blockheizkraftwerk mit einem Einzylinder-Motor
Die Anlagen werden für den Einfamilienhausbau als Ersatz für eine Oel-Heizungsanlage verwendet (Leistungsbereich von 4kWe bis 15kWe)
Sind WKK-Anlagen wirtschaftlich?
Die Wirtschaftlichkeit ist abhängig von der Auslastung der Anlage (wenn möglich 100%) und Energiepreis des Netzanbieters
Zählen Sie wichtige Punkte auf bei der Planung einer WKK-Anlage
- Abstimmung betreffend Energiegrössen und Energieverbrauch
- Bedarfsdaten: Energieverbrauch und Verlauf pro Tag
- Abgasreinigung (Diesel oder Gas)
- Reinigungs und Wartungsprobleme
- Standort der Anlage betreffend Schall und Vibrationen
- Laufzeit der Anlage
- Welcher Rohstoff ( Gas, Oel) oder Elektrizität
- usw
Was ist Fernwärme?
Thermische Nutzenergie, welche zentral bereitgestellt wird und mit einem Rohrleitungssystem verteilt wird.
Was ist Geothermik?
Geothermische Energie wird auch als erdwärme bezeichnet. Es handelt sich um Energie bzw. Wärme unterhalb der Erdoberfläche.
Wie hoch ist ca die Temperatur im Erdinnern?
Temp über 6000 grad celsius
Um wie viel grad erhöht sich die Temp der Erde pro 100m Tiefe ca.?
etwa 3 - 4grad
Welche Arten der geothermischen Nutzung unterscheidet man?
- oberflächennahe Geothermie
- hydrothermale Geothermie
- tiefe Erdwärmesonden
- Hot Dry Rock Technologie (HDR)
Wo und wie wird die oberflächennahe Geothermik genutzt?
Die mittlere Temp an der Erdoberfläche beträgt ca 7-11grad
Es bietet sich Wärmepumpen als ideale Umwandlungsanlagen an.
Grundwasserwärmepumpen, Erdwärmekollektoren und Erdwärmesonden
Wo kommt die oberflächennahe Geothermik zur Anwendung?
Wärmenutzung für Ein- oder Mehrfamilienhäuser, Wohnblocks, Gebäudegruppen. öffentliche Gebäude, Verwaltungen, Krankenhäuser, Schulen, Gewerbebetrieb, usw
Wo und wie wird hydrothermale Geothermie genutzt?
Wird in einer Tiefe von 1500 und 3000 Metern genutzt.
es werden heisse Gewässerzüge gefördert, über einen Wärmetauscher geleitet und die gewonnene Wärme in ein Fernwärmenetz eingespeist.
Was ist der Aquifer bei der Hydrothermalen Geothermie?
Unterirdischer Grundwasserstrom
Wo und wie wird die tiefe Erdwärmesonde genutzt?
Tiefen von 500 bis 2500m, wo Temp von bis zu 70grad herrschen.
Bei geschlossenen Tiefen-erdwärmesonden zirkuliert Wasser in geschlossenen Rohrsystemen.
Wo und wie wird die Hot Dry Rock Technologie (HDR) genutzt?
Die trockenen, heissen Gesteinsschichten können zur Strom und Wärmeerzeugung genutzt werden.
es werden 2 Löcher gebohrt, wo anschliessend Wasser mit hohem Druck in das Gestein gepresst wird, wodurch Fliesswege aufgebrochen und vorhandene aufgeweitet werden. Die heissen Gesteinsschichten erhitzen Wasser, welches zur Bereitstellung von Industriedampf und zur Speisung von Nah und Fernwärmenetzen genutzt wird.
Erklären Sie die Funktion einer Brennstoffzelle?
Es wird der Umgekehrte Vorgang der Elektrolyse angewendet.
In der Brennstoffzelle reagiert Wasserstoff H2 und Sauerstoff O2 und verbindet sich zu Wasser. Bei diesem Vorgang wird elektrische Energie frei.
Welche Brennstoffzellen gibt es heute?
5 Hauptvarianten
- Alkalische Brennstoffzellen
- Phosphorsäure-BSZ
- Festoxid-BSZ
- Membranbrennstoffzelle
- Schmelzkarbonat-BSZ
Zählen Sie Anwedungen auf für die Brennstoffzellen
- In Kleineinheiten zur Strom und Wärmeversorgung von Haushalten.
- Als Kraftwerk für Wohnanlagen und öffentliche Gebäude
- Fahrzeug-Antrieb, Raumfahrt und Militär
- Akku Ersatz in Handys. Handyladestationen, Laptops, usw
Zählen Sie Eigenschaften und die Anwendung von Niedertemperatur-Brennstoffzellen auf.
Eigenschaften: Leistungen bis 100 kW, kleines Gewicht, sehr teuer
Anwendung: Als Speicher, in der Automobiltechnik
Zählen sie Eigenschaften und die Anwendung von Mitteltemp.- Brennstoffzellen auf.
Eigenschaften: 160-220grad, Leistungen bis 200kW, Wirkungsgrad bis 80%
Anwendung: BHKW
Zählen sie Eigenschaften und die Anwendung von Hochtemp.-Brennstoffzellen auf.
Eigenschaften: 660-1000grad, Leistungen in MW
Anwendung: BHKW
Wie entsteht Biogas?
Biogas entsteht in der Natur überall dort wo organische Materie unter Licht- und Luftabschluss dh anaerob, abgebaut wird.
Zusammensetzung von Biogas?
60% Methan / 38% Kohlendioxid. Daneben findet man auch Stickstoff sowie Schwefelwasserstoff
Unterschied aeroben und anaeroben Prozess?
Aerob: Der Prozess findet die Umwandlung durch Mikroorganismen welche sich in der Gülle selbst oder im Boden angesiedelt haben statt
Anaerob: der Prozess findet unter Licht und Luftabschluss statt
Was kann als Ertrag einer Biogasanlage angesehen werden?
Die Kosteneinsparung an Strom und des Ölverbrauchs
Zählen sie Anwendungen von Biogas auf
Heizen, Produktion von Brauchwasser, WKK sowie Treibstoff
Wie gross ist der Anteil des Heizwertes des Biogases, welches dem Fermenter wieder zugeführt wird?
ca 40%
Wo ist eine Biogasanlage sinnvoll?
Auf Bauernhöfen oder wo eine grosse Menge Gülle anfällt.
Wie hoch sind die Investitionskosten einer Biogasanlage?
Je nach System zwischen 3000 - 7000 Fr. pro Grossvieheinheit
