Die vorliegende Arbeit untersucht die verschiedenen Betriebskonzepte eines Kleinst-BHKWs am Beispiel eines kleinen Mietshauses aus dem Jahre 1936 mit insgesamt fünf Wohn- und Gewerbeeinheiten und einer Nutzfläche von ca. 360 m². Ausgangspunkt der Untersuchung war eine überwiegende Selbstversorgung der Mieter mit Wärme aus Gaseinzelöfen oder Gasetagenheizungen, welche von einer zentralen Wärmeversorgung abgelöst wurde. Die aufgrund fehlender Erfahrungswerte durchgeführte Wärmebedarfssimulation führte zu einem maximalen Wärmebedarf des Beispielobjektes von 37 kWth. Aufgrund der hohen Leistungsmodulierbarkeit wurde das Ecopower BHKW der Firma Valentin Umwelttechnik GmbH mit einer Leistung von 12,5 kWth und 4,7 kWel für den Einsatz im Beispielobjekt ausgewählt. Basierend auf dem Wärme- und Strombedarf des Objektes wurde das BHKW am Computer simuliert. Hierbei verwendet der Betreiber des BHKWs die im BHKW erzeugte Energie nicht selbst, sondern verkauft diese erlösbringend an die im Haus ansässigen Mietparteien.
Ausschlaggebend für einen wirtschaftlichen Betrieb des BHKWs war die Zielsetzung der Warmmietenneutralität. Hierdurch können die beim Mieter durch die Zentralisierung der Wärmeversorgung entstandenen Einsparungen abgezogen werden und vom Betreiber als Investitionskostendeckungsbeitrag verwendet werden. Die zentrale Heizungsanlage mit BHKW dient daher zunächst nicht zur Senkung der Energiekosten für den Mieter, sondern hat primär den Zweck einer umweltfreundlichen und energieeffizienten, zentralen Energieproduktion.
Grundsätzlich ergaben sich zwei verschiedene Betriebskonzepte: 1) der Hauseigentümer ist Eigentümer des BHKWs und betreibt dieses selbst, oder 2) der Hauseigentümer ist Eigentümer des BHKWs, vermietet das BHKW allerdings an einen externen Dritten, welcher das BHKW betreibt. Während in (1) ein Vermieter als Betreiber des BHKWs Einsparungen des Mieters nur über eine Mieterhöhung umlegen kann, zieht ein externer Betreiber in (2) die Einsparungen des Mieters über frei kalkulierbare Wärmepreise ab.
Besonders wirtschaftlich erwies sich unabhängig vom Betreiberkonzept eine hohe Leistungsmodulierung des BHKWs sowie ein hoher Eigenverwendungsgrad des erzeugten Stromes im Beispielobjekt bei gleichzeitiger Möglichkeit der Einspeisung von überschüssigem Strom in das öffentliche Netz. Konzepte mit ausschließlicher Einspeisung des erzeugten Stromes in das öffentliche Netz erwiesen sich nicht als wirtschaftlich.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Projektvorstellung
- Allgemeine Rahmenbedingungen
- Geplante zentrale Heiz- und Warmwasserversorgung
- Grundlegende Maßnahmen
- Anlagenkonzept mit BHKW
- Simulation des Anlagenbetriebs
- Energieerzeugung
- Modellbildung zur Errechnung des Wärme- und Strombedarfes
- Wärme- und Strombedarf des Objektes
- Laufzeiten und Energieproduktion des BHKWs
- Leistungsmodulierung
- Einfluss des Pufferspeichers
- Energieabnahmekonzepte
- Abnahme von Wärme
- Vermieter als Eigentümer und Betreiber
- Wärmeversorgung durch einen Dritten
- Abnahme von Strom
- Ausschließliche Stromeinspeisung in das öffentliche Netz
- Einspeisung des nicht im Objekt verwendbaren Stromes
- Ausschließliche Eigenverwendung
- Kombinierte Wärme- und Stromabnahmekonzepte
- Abnahme von Wärme
- Energieerzeugung
- Ökonomische Gegenüberstellung der Konzepte
- Grundlagen
- Kapitalbedarf der Investition
- Periodisch anfallende Kosten und Erlöse
- Kosten aus dem Betrieb des Kraftwerkes
- Fixkosten
- Variable Kosten
- Kosten aus Organisation und Energieabnahme
- Einnahmen aus der Energieabnahme
- Einnahmen aus der Wärmeabgabe
- Einnahmen aus Stromverkauf
- Sonstige Einnahmen
- Kosten aus dem Betrieb des Kraftwerkes
- Wirtschaftlichkeitsberechnung der einzelnen Alternativen
- Vermieter als Betreiber
- Alternativen
- Kosten und Einnahmen
- Dynamische Wirtschaftlichkeitsberechnung
- Berücksichtigung der Umsatzsteuer
- Sensitivitätsanalyse
- Zwischenfazit
- Externer Betreiber
- Alternativen
- Kosten und Einnahmen
- Berücksichtigung der Umsatzsteuer
- Zwischenfazit
- Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsanalyse der Konzepte
- Vermieter als Betreiber
- Fazit
- Verwendete Literatur
- Anhang 1: Technische Daten Valentin Ecopower BHKW
- Anhang 2: Wärmebedarfsberechnung
- Wärmedurchgangskoeffizienten und Inhalte der Hüllflächen
- Interne Raumwärmegewinne, Warmwasserbedarf und Verbrauchsstruktur
- Ergebnisse
- Anhang 3: Strombedarfsberechnung
- Anhang 4: Wirtschaftlichkeitsberechnung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Studienarbeit befasst sich mit der Untersuchung verschiedener Betriebskonzepte für ein Kleinst-BHKW in einem Wohn- und Gewerbegebäude. Ziel ist es, die Wirtschaftlichkeit und Effizienz der verschiedenen Konzepte zu analysieren und zu vergleichen. Dabei wird ein konkretes Beispielobjekt, ein Mietshaus aus dem Jahre 1936, herangezogen. Die Arbeit untersucht die Möglichkeiten der Wärme- und Stromversorgung durch das BHKW und die verschiedenen Abnahmekonzepte für die Mieter.
- Betriebskonzepte für Kleinst-BHKWs
- Wirtschaftlichkeitsanalyse verschiedener Konzepte
- Wärme- und Strombedarf eines Wohn- und Gewerbegebäudes
- Energieabnahmekonzepte für Mieter
- Einfluss der Leistungsmodulierung und des Pufferspeichers
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in das Thema der Studienarbeit ein und erläutert die Relevanz der Untersuchung von Betriebskonzepten für Kleinst-BHKWs. Das zweite Kapitel stellt das Beispielobjekt, ein Mietshaus aus dem Jahre 1936, vor und beschreibt die geplanten Maßnahmen zur zentralen Heiz- und Warmwasserversorgung. Es wird das Anlagenkonzept mit dem BHKW vorgestellt. Das dritte Kapitel befasst sich mit der Simulation des Anlagenbetriebs. Es werden die Energieerzeugung, der Wärme- und Strombedarf des Objektes sowie die Laufzeiten und die Energieproduktion des BHKWs analysiert. Die verschiedenen Energieabnahmekonzepte werden ebenfalls im Detail betrachtet. Das vierte Kapitel widmet sich der ökonomischen Gegenüberstellung der verschiedenen Konzepte. Es werden die Kosten und Erlöse der einzelnen Alternativen berechnet und die Wirtschaftlichkeit der Konzepte analysiert. Das fünfte Kapitel fasst die Ergebnisse der Studie zusammen und zieht ein Fazit.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Kleinst-BHKWs, Betriebskonzepte, Wirtschaftlichkeit, Wärme- und Strombedarf, Energieabnahmekonzepte, Leistungsmodulierung, Pufferspeicher, Wohn- und Gewerbegebäude, Mietshaus, Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit, Investitionskosten, Betriebskosten, Erlöse, Sensitivitätsanalyse.
- Quote paper
- Matthias Matt (Author), 2003, Vergleich von Betriebskonzepten für Kleinst-BHKWs am Beispiel eines Wohn- und Gewerbegebäudes, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/185889
