DE102013012062A1

DE102013012062A1 - Netzunabhängiges, autarkes Energieversorgungs-System

Info

Publication number: DE102013012062A1
Application number: DE102013012062.4A
Authority: DE
Inventors: Achim Hüttner; Franz-Josef Kohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2015-01-22

Abstract

Es wird ein netzunabhängiges, autarkes Energieversorgungs-System (10) für ein Gewerbe- und/oder Industriegebiet beschrieben, mit einer Erzeugerseite (12) für elektrische und thermische Energie und mit einer mit dieser elektrisch und thermisch verbundenen Energieverbraucherseite (14), wobei die Energie-Erzeugerseite (12) mindestens eine Photovoltaikanlage (16), mindestens eine Biogasanlage (18) und mindestens ein mit nachwachsendem Rohstoff betriebenes Heizkraftwerk (20) aufweist, die Energieverbraucherseite (14) mindestens eine Industrieanlage und/oder mindestens eine Gewerbeanlage aufweist, und zwischen der Energie-Erzeugerseite (12) und der Energieverbraucherseite (14) eine Energie-Verteilereinrichtung (24) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein netzunabhängiges autarkes Energieversorgungs-System für Gewerbe- und/oder Industriegebiete, mit einer Erzeugerseite für elektrische und thermische Energie und mit einer mit dieser elektrisch und thermisch verbundenen Energieverbraucherseite.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem solchen System elektrische und thermische Energie vor Ort netzunabhängig zu erzeugen und vor Ort in Gewerbe- und/oder Industriegebieten preisgünstig und umweltschonend zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1, d. h. dadurch gelöst, dass die Energie-Erzeugerseite mindestens eine Photovoltaikanlage, mindestens eine Biogasanlage und mindestens ein mit nachwachsendem Rohstoff betriebenes Heizkraftwerk aufweist, dass die Energieverbraucherseite mindestens eine Industrieanlage und/oder mindestens eine Gewerbeanlage aufweist, und dass zwischen der Energie-Erzeugerseite und der Energieverbraucherseite eine Energie-Verteilereinrichtung vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Energieversorgungs-System weist den Vorteil auf, dass die Erzeugung elektrischer und thermischer Energie zu 100% autark ohne den Einsatz von Erdöl oder Erdgas erfolgt. Auch auf Windenergie wird verzichtet.
Durch die Autarkie ergibt sich der Vorteil, dass das EEG(=Erneuerbare Energie Gesetz) nicht relevant ist, d. h. dass eine vollständige Unabhängigkeit vom EEG gegeben ist. Daraus und aus der Tatsache, dass kein Netzentgeld anfällt, ergibt sich der Vorteil einer vergleichsweise günstigen Preisgestaltung und -Entwicklung als bei den derzeit herkömmlichen Energieversorgern für Gewerbe- und/oder Industriegebiete.
Eine Kommune, die bspw. ein Gewerbegebiet und/oder ein Industriegebiet neu ausweist, um ein solches Gebiet zu erschließen, ist durch das erfindungsgemäße System von den herkömmlichen Energieversorgern unabhängig. Als Zielgruppe für das erfindungsgemäße System sind folglich Kommunen von Interesse. Eine weitere Zielgruppe sind das Gewerbe und/oder die bereits in einem solchen Gebiet befindliche oder sich in einem solchen Gebiet nachträglich ansiedelnde Industrie, d. h. eine weitere Zielgruppe sind solche bereits vorhanden oder sich zusätzlich ansiedelnde Firmen als direkte und unmittelbare Endabnehmer elektrischer und/oder thermischer Energie aus nachwachsendem Rohstoff.
Aus energetischen und umweltpolitischen Gesichtspunkten ist es bei dem erfindungsgemäßen System zweckmäßig, wenn die mindestens eine Biogasanlage zum Trocknen des im Heizkraftwerk zu verfeuernden, nachwachsenden Rohstoffs, mit dem mindestens einen Heizkraftwerk verbunden ist. Diese Verbindung weist zweckmäßigerweise eine Trocknungsanlage für den zu verfeuernden nachwachsenden Rohstoff auf, die mit dem mindestens einen Heizkraftwerk verbunden ist. Bei dem zu verfeuernden nachwachsenden Rohstoff kann es sich bspw. um Holz-Pellets, Holz-Hackschnitzel o. dgl. handeln.
Mit dem erfindungsgemäßen System wird in vorteilhafter Weise elektrische und thermische Energie vorzugsweise aus regionalen Energiequellen direkt vor Ort generiert, so dass auf einen Rohstofftransport über längere Strecken und auf ein Oberland-Leitungssystem verzichtet werden kann.
Zur Dimensionierung des erfindungsgemäßen Systems wird zweckmäßigerweise eine Analyse bestehender bzw. neu zu erschließender Industrie- und/oder Gewerbegebiete nach deren Nutzung, elektrischem und thermischem Energieverbrauch und der Größe der genutzten Flächen und Anlagen analysiert, um für das erfindungsgemäße System zumindest eine Investitionsschätzung vornehmen zu können.
Die zwischen der Energie-Erzeugerseite und der Energieverbraucherseite vorgesehene Energie-Verteilereinrichtung weist in vorteilhafter Weise mindestens eine Verteilerstation für elektrische Energie und mindestens eine Verteilerstation für thermische. Energie auf. Die Verteilerstationen erhalten von dem an sie angeschlossenen Gewerbe und/oder der an sie angeschlossenen Industrie den jeweils aktuellen Energieverbrauch, und senden diesen in Signalform an die Energie-Erzeugerseite.
Bei dem erfindungsgemäßen System kann die Energie-Erzeugerseite mindestens eine Speichereinrichtung aufweisen, um eine bestimmte Energiemenge zeitlich schnell zur Verfügung zu stellen, bis die Energie-Erzeugerseite nach einer bestimmten Anlauf-Phase die gewünschte Energie generiert. Dabei kann die mindestens eine Speichereinrichtung von einem Stromspeicher gebildet sein. Der mindestens eine Stromspeicher kann mit der mindestens einen Photovoltaikanlage und/oder mit der mindestens einen Biogasanlage verbunden sein. Diese Verbindung kann eine direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung über die Verteilereinrichtung sein.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen netzunabhängigen, autarken Energieversorgungs-Systems.
Die 1 verdeutlicht schematisch eine Ausführungsform des Energieversorgungs-Systems 10, bei dem es sich um ein netzunabhängiges, autarkes System für Gewerbe- und/oder Industriegebiete handelt. Das System 10 weist eine Erzeugerseite 12 für elektrische und thermische Energie und eine mit der Erzeugerseite 12 verbundene Energieverbraucherseite 14 auf. Die Energie-Erzeugerseite 12 weist mindestens eine Photovoltaikanlage 16 zur Erzeugung elektrischer Energie, mindestens eine Biogasanlage 18 zur Erzeugung elektrischer Energie und thermischer Energie und mindestens ein Heizkraftwerk 20 auf, das mit nachwachsendem Rohstoff, wie Holz-Pellets, Holz-Hackschnitzel o. dgl. betrieben wird. Dem mindestens einen Heizkraftwerk 20 ist eine Trocknungsanlage 22 vorgeordnet, in der der im Heizkraftwerk 20 zu verfeuernde nachwachsende Rohstoff im Bedarfsfall getrocknet wird, bevor er im Heizkraftwerk 20 verfeuert wird.
Zwischen der Energie-Erzeugerseite 12 und der Energieverbraucherseite 14 ist eine Energie-Verteilereinrichtung 24 vorgesehen, die mindestens eine Verteilerstation 26 für elektrische Energie und mindestens eine Verteilerstation 28 für thermische Energie aufweist.
Die Energieverbraucherseite 14 weist mindestens eine Industrieanlage und/oder mindestens einen Gewerbebetrieb auf. In 1 sind hierfür eine Anzahl Fabriken 30 schematisch dargestellt.
Wird auf der Energie-Erzeugerseite 12 mehr elektrische Energie erzeugt, als in den Fabriken 30 auf der Energieverbraucherseite verbraucht wird, so kann die elektrische Überschussenergie im System 10 gespeichert oder in ein öffentliches Stromnetz, das in 1 durch einen Strommast 32 angedeutet ist, eingespeist werden. Das ist durch die dünne Linie 34 angedeutet.
Die von der Photovoltaikanlage 16 generierte elektrische Energie ist durch die Linie 36 angedeutet. Die von der Biogasanlage 18 erzeugte elektrische Energie ist durch den die Linie 38 angedeutet.
Mit der Bezugsziffer 40 ist in 1 eine Speichereinrichtung bezeichnet, die zur Speicherung von elektrischer Energie vorgesehen ist. Die Speichereinrichtung 40 ist mit der Photovoltaikanlage 16 und mit der Biogasanlage 18 über die elektrische Verteilerstation 26 verbunden. Das ist durch die Linie 42 angedeutet.
Wird mit Hilfe der elektrischen Verteilerstation 26 festgestellt, dass die Energieverbraucherseite 14 weniger Energie verbraucht, als mit Hilfe der mindestens einen Photovoltaikanlage 16 und/oder mit Hilfe der mindestens einen Biogasanlage 18 generiert wird, so kann die jeweilige Überschussenergie in die Speichereinrichtung 40 eingespeist und in ihr temporär gespeichert werden.
Die Linien 42 zwischen der elektrischen Verteilerstation 26 und den Fabriken 30 auf der Energieverbraucherseite 14 verdeutlichen die Versorgung der Fabriken 30 mit elektrischer Energie. Die Linien 44 zwischen der thermischen Verteilerstation 28 und den Fabriken 30 verdeutlichen die Versorgung der Fabriken 30 mit thermischer Energie.
Die Linie 46 zwischen der Biogasanlage 18 und der thermischen Verteilerstation 28 verdeutlicht die thermische Energie, die von der mindestens einen Biogasanlage 18 zur Verteilerstation 28 geliefert wird, und die Linie 48 verdeutlicht die thermische Energie, die von dem Heizkraftwerk 20 generiert wird. Die Linie 50 zwischen der Biogasanlage 18 und der Trocknungsanlage 22 verdeutlicht die von der Biogasanlage 18 im Bedarfsfall an die Trocknungsanlage 22 abgegebene thermische Energie, um in dieser z. B. während der Sommermonate frischen nachwachsenden Rohstoff wunschgemäß zu trocknen und im getrockneten Zustand im Heizkraftwerk 20 zur Erzeugung thermischer Energie zu verfeuern.
Das erfindungsgemäße System 10 ist netzunabhängig autark und eignet sich in besonders vorteilhafter Weise für neu geplante Gewerbe- und/oder Industriegebiete. Das erfindungsgemäße System ist auch in ein bestehendes Gewerbe- und/oder Industriegebiet in einfacher Weise integrierbar, es macht sich in einem solchen Gewerbe- und/oder Industriegebiet in keiner Weise störend bemerkbar, weil bspw. auf Windräder mit ihren großen Bauhöhen verzichtet wird.
Erfindungsgemäß wird elektrische und thermische Energie direkt vor Ort ohne den Einsatz von Erdöl oder Erdgas oder Windkraft erzeugt und direkt vor Ort für gewerbliche Verbraucher zur Verfügung gestellt. Überschüssige elektrische Energie kann im System gespeichert oder in ein öffentliches Stromnetz eingespeist werden. Entsprechendes gilt für überschüssige thermische Energie, die z. B. in ein Fernwärmenetz eingespeist werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Energieversorgungs-System
12: Energie-Erzeugerseite (von 10)
14: Energieverbraucherseite (von 10)
16: Photovoltaikanlage (von 12)
18: Biogasanlage (von 12)
20: Heizkraftwerk (von 12)
22: Trocknungsanlage (von 12 für 20)
24: Energie-Verteilereinrichtung (zwischen 12 und 14)
26: elektrische Verteilerstation (von 24)
28: thermische Verteilerstation (von 24)
30: Fabrik (von 14)
32: Strommast (bei 14)
34: Linie (von 28 nach 32)
36: Linie (von 16 nach 26)
38: Linie (von 18 nach 26)
40: Speichereinrichtung (von 10)
42: Linie (zwischen 26 und 30)
44: Linie (zwischen 28 und 30)
46: Linie (zwischen 18 und 28)
48: Linie (zwischen 20 und 28)

Claims

Netzunabhängiges, autarkes Energieversorgungs-System für ein Gewerbe- und/oder Industriegebiet, mit einer Erzeugerseite (12) für elektrische und thermische Energie und mit einer mit dieser elektrisch und thermisch verbundenen Energieverbraucherseite (14), wobei die Energie-Erzeugerseite (12) mindestens eine Photovoltaikanlage (16), mindestens eine Biogasanlage (18) und mindestens ein mit nachwachsendem Rohstoff betriebenes Heizkraftwerk (20) aufweist, die Energieverbraucherseite (14) mindestens eine Industrieanlage und/oder mindestens eine Gewerbeanlage aufweist, und zwischen der Energie-Erzeugerseite (12) und der Energieverbraucherseite (14) eine Energie-Verteilereinrichtung (24) vorgesehen ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Biogasanlage (18), zum Trocknen des im Heizkraftwerk zu verfeuernden, nachwachsenden Rohstoffs, mit dem mindestens einen Heizkraftwerk (20) verbunden ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Energie-Erzeugerseite (12) und der Energieverbraucherseite (14) vorgesehene Energie-Verteilereinrichtung (24) mindestens eine Verteilerstation (26) für elektrische Energie und mindestens eine Verteilerstation (28) für thermische Energie aufweist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie-Erzeugerseite (12) mindestens eine Speichereinrichtung (40) aufweist.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Speichereinrichtung (40) von einem Stromspeicher gebildet ist.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Stromspeicher (40) mit der mindestens einen Photovoltaikanlage (16) und/oder mit der mindestens einen Biogasanlage (18) direkt oder indirekt verbunden ist.