Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Technologie der KWK bzw. KWKK unter die Lupe zu stellen, auf verschiedene Aspekte einzugehen, um auf die Effizienz dieser innovativen Technologie bezüglich der Energieumwandlungsprozesse aufmerksam zu machen. Weiter ist es wichtig, Beiträge solcher Anlagen zur Umwelt darzustellen u.a. das Primärenergiesparpotenzial sowie die Reduzierung von CO2-Emissionen.
Dazu wird im Rahmen dieser Arbeit zunächst ein Vergleich in Bezug auf die Qualität und die Effizienz bei der Energieerzeugung bzw. der Gebäudeenergieversorgung zwischen den KWKK-Anlagen und der typischen getrennten Energieerzeugung dargestellt. Dann wird der Unterschied der beiden Anlagen KWK und KWKK vorgestellt. Mit einer unterschiedlichen Anlage werden Strom, Wärme und Kälte produziert. Dazu wird die Funktionsweise der beiden Anlagen erläutert und analysiert, sodass im nächsten Schritt und in Kapitel 3 die Wirtschaftlichkeit bewertet werden kann.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Hinführung auf das Thema
1.2 Zielsetzung und Motivation
1.3 Vorgehensweise
2 Grundlagen der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung
2.1 Stand der Technik
2.2 Unterscheidung zwischen KWKK und KWK
2.3 Anlagetypen
2.4 Vergleich verschiedener Kälteanlagen
3 Wirtschaftlichkeit
3.1 Verfahren zur Berechnung
3.2 Kosten und Erlöse
4 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themen
Das Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der KWKK-Technologie hinsichtlich ihrer Effizienz bei Energieumwandlungsprozessen, ihres Primärenergiesparpotenzials sowie ihrer Wirtschaftlichkeit und ihres Beitrags zur CO2-Emissionsreduzierung.
- Grundlagen und Funktionsweise der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK)
- Vergleich von KWK- und KWKK-Systemen mit konventioneller Energieerzeugung
- Technologische Anlagetypen und Kältebereitstellungsverfahren
- Wirtschaftliche Betrachtung und Kosten-Nutzen-Analyse
- Beitrag zur Energiewende und Umweltentlastung
Auszug aus dem Buch
2.1 Stand der Technik
In Deutschland erfolgt überwiegend getrennte Erzeugung vom Strom und Wärme. Das heißt einerseits, dass die elektrische Energie in einem zentralisierten Großkraftwerk bereitgestellt, dann ins Netz eingespeist und nach Hause transportiert wird. Folglich wird die dabei entstehende Abwärme verschwendet und an die Umgebung abgeführt. Andererseits heißt das, dass die für Hauszwecke benötigte Wärme dann vor Ort Zuhause durch ein Heizsystem zur Verfügung gestellt wird.[4]
Im Gegensatz zur getrennten Erzeugung funktioniert eine KWKK-Anlage so, dass die bei der Strombereitstellung entstehende Prozesswärme nicht verloren geht, sondern für mehrere Zwecke wie z.B. für Heizen, Kühlen und Warmwasser sinnvoll genutzt wird, um folglich einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Notwendigkeit nachhaltiger Energietechnologien ein, definiert die Zielsetzung der Untersuchung von KWKK-Anlagen und erläutert das methodische Vorgehen der Arbeit.
2 Grundlagen der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung: Hier werden der technische Stand, der Unterschied zwischen KWK und KWKK sowie verschiedene Anlagetypen und Kältebereitstellungstechnologien detailliert beschrieben.
3 Wirtschaftlichkeit: Dieses Kapitel befasst sich mit den Berechnungsverfahren zur Bewertung der Investitionen sowie der detaillierten Betrachtung der Kosten und Erlöse im Betrieb einer KWKK-Anlage.
4 Zusammenfassung und Ausblick: Die Arbeit schließt mit einer Bilanz der Vor- und Nachteile von KWKK-Systemen und gibt einen Ausblick auf die steigende Relevanz dieser Technologie im Kontext des Klimawandels.
Schlüsselwörter
Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung, KWKK, KWK, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, CO2-Reduktion, Blockheizkraftwerk, Absorptionskälteanlage, Adsorptionskälteanlage, Wärmeerzeugung, Stromerzeugung, Wirtschaftlichkeit, Energiewende, Prozesswärme, Kältebereitstellung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Technologie der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK), ihrer Funktionsweise und ihrer energetischen sowie wirtschaftlichen Effizienz gegenüber getrennten Erzeugungssystemen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Schwerpunkte liegen auf den technischen Grundlagen, dem Vergleich von KWK- und KWKK-Anlagen, der Kältebereitstellung durch Abwärme und der wirtschaftlichen Amortisation dieser Systeme.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es, die KWKK-Technologie zu analysieren, um ihr Potenzial zur Effizienzsteigerung, Energieeinsparung und CO2-Emissionsreduzierung aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturanalyse technischer Grundlagen, dem Vergleich von Anlagenspezifikationen sowie der Darstellung von Beispielrechnungen zur Wirtschaftlichkeit.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden zunächst die technischen Grundlagen und Anlagetypen (Kapitel 2) erörtert, gefolgt von einer ökonomischen Bewertung der Anlagen anhand von Kosten- und Erlösstrukturen (Kapitel 3).
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind KWKK, Energieeffizienz, Kraft-Wärme-Kopplung, CO2-Einsparung, Wirtschaftlichkeit und Kältemaschinentechnologien.
Warum ist die Kopplung von Kälte an eine KWK-Anlage sinnvoll?
Die Kopplung ermöglicht die Nutzung der anfallenden Prozesswärme in den Sommermonaten („Sommerlücken“), wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Anlage signifikant gesteigert wird.
Wie unterscheidet sich eine KWKK-Anlage von einer normalen KWK-Anlage?
Während eine KWK-Anlage primär Strom und Wärme bereitstellt, wird bei der KWKK zusätzlich eine thermisch betriebene Kälteanlage nachgeschaltet, um auch den Kältebedarf effizient zu decken.
Welche Bedeutung haben die Betriebskosten für die Rentabilität?
Betriebskosten müssen im Kontext der vermiedenen Kosten für den Stromeinkauf und der zusätzlichen Stromerlöse betrachtet werden, was eine schnelle Amortisation ermöglicht.
Welche Rolle spielt der Klimawandel für diese Technologie?
Da mit dem Klimawandel ein steigender Kältebedarf in Gebäuden einhergeht, wird die effiziente und ressourcenschonende Kälteerzeugung mittels KWKK in Zukunft an Bedeutung gewinnen.
- Citation du texte
- Ghaith Shehri (Auteur), 2020, Wirtschaftlichkeit und Technologie von Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK)-Anlagen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/917642
