Eignung von Gasmotoren zur Regelenergieerzeugung
Eignung von Gasmotoren zur Regelenergieerzeugung
Eignung von Gasmotoren zur Regelenergieerzeugung
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<strong>Eignung</strong> <strong>von</strong> <strong>Gasmotoren</strong> <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
Roland Hein<br />
YADOS GmbH<br />
Hoyerswerda 09.03.2013<br />
Copyright YADOS GMBH 2013<br />
Roland Hein@yados.de
Unternehmen<br />
YADOS Fertigung<br />
‣Produktionsstandort: 02977 Hoyerswerda, Yados-Straße 1<br />
‣Fertigungsbereiche: industrielle Fertigung <strong>von</strong> Produkten<br />
für:<br />
* Energieerzeugungsanlagen, speziell BHKW im Erdund<br />
Biogasbereich,<br />
* Wärmekompaktstationen, Wärmeverteilstationen<br />
* Leit- und Kommunikationstechnik<br />
* Mitarbeiter mit über 20 Jahren Erfahrung<br />
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Roland Hein@yados.de
Energieerzeugungsanlagen<br />
Biogas- Blockheizkraftwerke YADO|KWK<br />
‣ Blockheizkraftwerke für Strom und Wärmeerzeugung<br />
‣ Biogas-/Klärgas Module <strong>von</strong> 46-365 kW elektrischer<br />
Leistung<br />
‣ Parallelbetrieb mehrerer Module möglich<br />
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Blockheizkraftwerke YADO|KWK<br />
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Blockheizkraftwerke YADO|KWK<br />
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Blockheizkraftwerke YADO|KWK<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
Begriff: Regelenergie oder auch Regelleistung<br />
genannt<br />
Diese Reserve gleicht Schwankungen im Stromnetz<br />
innerhalb:<br />
‣ Sekunden (Primärreserve) bis 30 Sek.<br />
‣ Minuten (Sekundärreserve) 5 Min.-15 Min.<br />
‣ Viertelstunden (Minutenreserve) über 15 Min.<br />
‣ Stunden (Stundenreserve)<br />
als positive oder negative Regelenergie aus<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
Wer stellt diese Reserven bereit?<br />
‣ Primärreserve (Großkraftwerke, automatisch)<br />
‣ Sekundärreserve (gut regelbare und automatisch<br />
schaltbare Kraftwerke z.B. Pumpspeicherkraftwerke,<br />
Gasturbinen oder auch BHKW)<br />
‣ Minutenreserve (z.B. Gaskraftwerke,<br />
Pumpspeicherkraftwerke, BHKW in Vernetzung)<br />
‣ Stundenreserve (alle Kraftwerke)<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
Anforderungen des Regelenergiemarktes für die<br />
Sekundärreserve<br />
‣ schneller Start bei Anforderung (positive Regelenergie)<br />
‣ Abfahren der geforderten Leistungsrampen<br />
‣ Fahren im Teillastbetrieb<br />
‣ Abschalten nach Abwahl (negative Regelenergie)<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
<strong>Eignung</strong> der Biogas-BHKW an die<br />
Anforderungen des Regelenergiemarktes<br />
‣ sofortiger Start des BHKW bei Anforderung,<br />
Synchronisierung und Rampenregelung bis auf<br />
Nennleistung im Zeitraum <strong>von</strong> 3 Minuten Abfahren der<br />
geforderten Leistungsrampen <strong>von</strong> 50% - 100% der<br />
Nennleistung<br />
‣Fahren im Teillastbetrieb bis 50% der Nennleistung<br />
‣Abwahl, Lastabnahme über Rampenregelung im Zeitraum<br />
<strong>von</strong> 3 Minuten, Abschalten<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
<strong>Eignung</strong> der Biogas-BHKW an die Anforderungen<br />
des Regelenergiemarktes<br />
‣ Starten<br />
Ein Startspiel darf aus max. 3 aufeinanderfolgenden<br />
Startversuchen <strong>von</strong> jeweils 12 Sek. Dauer bestehen, die Zeit<br />
zwischen zwei Startversuchen muss 30 Sek. betragen, bis<br />
zum nächsten Startspiel ist eine Pause <strong>von</strong> 300 Sek.<br />
einzuhalten.<br />
‣ Leistungsrampen<br />
Die vorgenannte Einhaltung der Zeiträume der Rampenregelung<br />
minimiert die thermische Belastung des Motors.<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
<strong>Eignung</strong> der Biogas-BHKW an die Anforderungen<br />
des Regelenergiemarktes<br />
‣ Teillastbetrieb<br />
Ein langer Teillastbetrieb stellt bei Motoren das größte Problem dar.<br />
Ursache sind niedrigere Temperaturen im Schmieröl und in den<br />
Verbrennungsräumen. Dazu kommt eine höhere Konzentration <strong>von</strong><br />
Wasser im Biogas, was durch die niedrigen<br />
Verbrennungstemperaturen zu verstärkten Korrosionen besonders<br />
im Bereich der Ventilführung führt.<br />
‣ Abhilfe<br />
kürzere Ölwechselintervalle<br />
Mehrmodulbetrieb, Wechselbetrieb der Module im Teillastbetrieb<br />
Aktivkohlefilter <strong>zur</strong> Gasreinigung/ -trocknung<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
<strong>Eignung</strong> der Biogas-BHKW an die Anforderungen<br />
des Regelenergiemarktes<br />
‣ Teillastbetrieb<br />
Verringerung des Gesamtwirkungsgrades im 50%igen<br />
Teillastbetrieb um ca. 2,5%<br />
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Otto-Gas-Motoren <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
<strong>Eignung</strong> der Biogas-BHKW an die Anforderungen<br />
des Regelenergiemarktes<br />
‣ Fazit<br />
Durch die vollautomatische Regelung in der Modulsteuerung der<br />
YADO|KWK- Anlagen sind die Prämissen der Anforderungen des<br />
Regelenergiemarktes für die Bereitstellung ab der Sekundärreserve<br />
gegeben. Diese sind ähnlich der Anforderungen an den Betrieb mit<br />
Erdgas-BHKW.<br />
Es ist mit verkürztem Ölwechselintervall und erhöhtem Verschleiß<br />
beim Betrieb im langen Teillastbereich zu rechnen.<br />
‣ Abhilfe<br />
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<strong>Eignung</strong> <strong>von</strong> <strong>Gasmotoren</strong> <strong>zur</strong> <strong>Regelenergieerzeugung</strong><br />
Vielen Dank für<br />
ihre Aufmerksamkeit<br />
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