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Erneuerbare Energieversorgung einer Kleinstadt mithilfe eines Stülpmembranspeichers

  • Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird untersucht, bei welchen Gestehungskosten eine erneuerbare Energieversorgung der Stadt Wunsiedel möglich ist. Dabei wird sowohl die Versorgung mit Strom als auch mit Wärme betrachtet. Als Bindeglied zwischen den beiden Versorgungssystemen dient ein Stülpmembranspeicher. Dieser ermöglicht es unterirdisch Strom und Wärme in einem Raum zu speichern. Im Laufe der Arbeit werden zunächst die Rahmenbedingungen der Energieversorgung festgelegt. Dies beinhaltet welche Systeme wie genutzt werden sollen. Die Stromversorgung soll aus Windenergieanlagen, Photovoltaikanlagen und Biomasseanlagen bestehen. Die Biomasseanlagen übernehmen dabei die Grundlastversorgung, während die Windenergieanlagen und die Photovoltaikanlagen vom aktuellen Energiewetter abhängig sind. Die Wärmeversorgung besteht aus Solarthermieanlagen und der Wärme von den Biomasseanlagen. Die Wärme wird über ein Wärmenetz an den Verbraucher geliefert. Bei Überschüssen werden sowohl der Strom als auch die Wärme im Stülpmembranspeicher gespeichert.Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird untersucht, bei welchen Gestehungskosten eine erneuerbare Energieversorgung der Stadt Wunsiedel möglich ist. Dabei wird sowohl die Versorgung mit Strom als auch mit Wärme betrachtet. Als Bindeglied zwischen den beiden Versorgungssystemen dient ein Stülpmembranspeicher. Dieser ermöglicht es unterirdisch Strom und Wärme in einem Raum zu speichern. Im Laufe der Arbeit werden zunächst die Rahmenbedingungen der Energieversorgung festgelegt. Dies beinhaltet welche Systeme wie genutzt werden sollen. Die Stromversorgung soll aus Windenergieanlagen, Photovoltaikanlagen und Biomasseanlagen bestehen. Die Biomasseanlagen übernehmen dabei die Grundlastversorgung, während die Windenergieanlagen und die Photovoltaikanlagen vom aktuellen Energiewetter abhängig sind. Die Wärmeversorgung besteht aus Solarthermieanlagen und der Wärme von den Biomasseanlagen. Die Wärme wird über ein Wärmenetz an den Verbraucher geliefert. Bei Überschüssen werden sowohl der Strom als auch die Wärme im Stülpmembranspeicher gespeichert. Die Stromspeicherung erfolgt nur für mehrere Tage. Im Gegensatz zur saisonalen Wärmespeicherung, bei der Wärme aus dem Sommer für den Winter gespeichert wird. Die saisonale Wärmespeicherung wird durch eine besondere Schaltung im Wärmenetz ermöglicht. Diese Schaltung führt dazu, dass der Verbraucher als Prosumer fungieren kann. Der Verbraucher ist somit Konsument und Produzent von Wärmeenergie. Die Auswertung beruht auf realen Daten der Stadt Wunsiedel und wird mit Excel-Tools, bereitgestellt von Herrn Professor Popp, durchgeführt. Die realen Messreihen werden dazu aufbereitet und an die Gegebenheiten der Stadt Wunsiedel angepasst. Zur Berechnung werden verschiedenste Randfaktoren, wie Kostenansätze, gewählt. Die Ergebnisse der Auswertung sind die resultierenden Gestehungskosten und die benötigte Speichergröße. Zudem ergeben sich die betreffenden Nennleistungen der Photovoltaikanlagen und der Windenergieanlagen sowie die Anzahl der Solarthermieanlagen. Die Auswertung führt zu Stromgestehungskosten von ca. 22 ct/kWh und Wärmegestehungskosten von 17 ct/kWh. Beim Vergleich mit den aktuellen Stromgroßhandelspreisen bzw. den Kosten für andere Wärmenetze zeigt sich, dass das Versorgungssystem in einem Bereich liegt, in dem es wirtschaftlich arbeiten kann.show moreshow less

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Metadaten
Author:Janik Böhm
URN:urn:nbn:de:bvb:92-opus4-9055
Subtitle (German):Ausarbeitung eines Ausbauszenarios zur regenerativen Strom- und Wärmeversorgung mit den niedrigsten Gestehungskosten unter Beteiligung der Systeme Wind, Sonne und Stülpmembranspeicher
Series (Serial Number):Hybride-Energiekonferenz zur speicherbasierten regenerativen Strom- und Wärmeversorgung der Stadt Roth (6)
Place of publication:Nürnberg
Referee:Matthias Popp
Document Type:Bachelor-/Diplom Thesis
Language:German
Date of first Publication:2022/09/08
Publishing Institution:Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
Granting Institution:Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
Date of final exam:2022/09/08
Contributing Corporation:SWW Wunsiedel
Release Date:2022/10/05
Tag:Energiekonferenz Roth Wunsiedel; Erneuerbare Energieversorgung; Regenerative Selbstversorgung; Regenerative Stromversorgung und Wärmeversorgung; Stülpmembranspeicher
GND Keyword:Erneuerbare Energieversorgung; Energiespeicher
Pagenumber:59
First Page:II
Last Page:49
institutes:Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 60 Technik / 600 Technik, Technologie
Licence (German):Keine Lizenz - Deutsches Urheberrecht gilt
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