biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)
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KAPITEL 6. ENERGETISCHE UND EXERGETISCHE KENNZAHLEN<br />
eine aussagekräftige Bewertung jährlich gemittelte Kennzahlen benötigt.<br />
Der über einen Zeitraum von einem Jahr gemittelte Brennstoffausnutzungsgrad<br />
¯ω = 1<br />
8760<br />
� 8760 h<br />
Pel, Brutto + ˙ QN<br />
0<br />
˙QBio<br />
dt = ¯ Pel, Brutto + ¯˙ QN<br />
˙QBio<br />
. (6.17)<br />
ist das Verhältnis aus der Summe der über das Jahr erzeugten elektrischen Leistung und<br />
Nutzwärmeleistung zur Summe der zugeführten Biomasseleistung. Da für Deutschland im<br />
EEG hohe Einspeisevergütungen für regenerativ erzeugten Strom festgelegt sind, werden mit<br />
Biomasse betriebene Heizkraftwerke ganzjährig unter Volllast betrieben. So wird neben der zur<br />
Wärmeversorgung des Fernwärmenetzes benötigten Nutzwärmeleistung die im Betriebspunkt<br />
maximal mögliche elektrische Leistung erzeugt. Durch den ganzjährigen Volllastbetrieb bleibt die<br />
dem Heizkraftwerk zugeführte Biomasseleistung über das Jahr konstant. Unter dieser Annahme<br />
bedarf es in Gleichung 6.17 keiner Berechnung einer gemittelten Biomasseleistung.<br />
Entsprechend Gleichung 6.17 lässt sich der gemittelte elektrische Brutto-Wirkungsgrad ¯ηel, Brutto<br />
und die gemittelte Stromkennzahl ¯σ berechnen:<br />
¯ηel, Brutto = ¯ Pel, Brutto<br />
˙QBio<br />
Wirkungsgrad der Vergasung<br />
(6.18) ¯σ = ¯ Pel, Brutto<br />
˙¯QN<br />
(6.19)<br />
Bei der Vergasung von Biomasse wird feste Biomasse in einen gasförmigen Energieträger umgewandelt.<br />
Der Wirkungsgrad der Vergasung<br />
ηGas = ˙mGas · Hu, Gas<br />
˙QBio + �<br />
n<br />
˙Qzu, n<br />
(6.20)<br />
wird definiert als der Quotient der chemisch gebundenen Leistung des Gasstromes und der dem<br />
Vergasungsreaktor und der vorgeschalteten Biomasseaufbereitung zugeführten Leistungen. Wie<br />
aus Abbildung 6.2 hervorgeht, können dem Vergasungsreaktor und der Biomasseaufbereitung<br />
zusätzlich zur Biomasseleistung ˙ QBio weitere Leistungen in Form von Wärme oder in der Gasaufbereitung<br />
abgeschiedenen Kohlenwasserstoffen zugeführt werden ( � ˙ Qzu, n = ˙ Q4 ′ + ˙ Q7 ′).<br />
Diese werden im Summanden des Nenners der Gleichung 6.20 berücksichtigt. Die der Biomasseaufbereitung<br />
zugeführte Leistung wird bei der Berechnung des Wirkungsgrades der Vergasung<br />
mit einbezogen, um einen aussagekräftigen Vergleich zwischen VHKW mit einer in den Vergasungsreaktor<br />
integrierten Biomassetrocknung und VHKW mit einer dem Vergasungsreaktor<br />
vorgeschalteten Biomassetrocknung zu ermöglichen.<br />
Die Leistung der im Gasstrom mitgeführten Wärme wird bei der Berechnung des Wirkungsgrades<br />
der Vergasung ηGas in Gleichung 6.20 nicht berücksichtigt. Denn vor der Nutzung des<br />
Reingases in einem motorischen BHKW muss das Reingas auf eine Temperatur von 280 K<br />
bis 320 K abgekühlt werden, sodass nur die chemisch gebundene Leistung des Gasstromes<br />
im Motor zur Stromerzeugung zur Verfügung steht. Daher wird in dieser Arbeit, in welcher<br />
Biomassevergasungsanlagen mit nachgeschaltetem, motorischen BHKW bewertet werden, nur<br />
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