Energielösungen

Die moderne Energieversorgungsanlage ist eine komplexe Gesamtheit verschiedener Anlagenkomponenten von der Wärmequelle über die Verteilung bis in zur Steuerungs- und Regelungstechnik - ein kompliziertes Zusammenspiel von thermodynamischen und elektrotechnischen Ablaufen. 

Die GWE ist Ihr Partner für jede Art der energieeffizierten Wärmeerzeugung, Übertragung und Rückgewinnung.

Vorgehen:

• zusammenhängende Betrachtung der Energien „Wärme“ und Strom“
• Herausarbeiten von technischen Lösungen als einzelne Bausteine
• die verzahnte Bausteine bilden Ihr individuelles Energiekonzept je Standort

Fragestellungen und Ihr Bedarf:

• Aufbereiten von…
  • technischen Lösungen
  • technischen Hintergründen
  • rechtlichen Rahmendbedingungen
  • wirtschaftlichen Betrachtungen
• Ganzheitliche Betrachtung und Verzahnung der technischen Lösungen miteinander

Welchen Beitrag können Photovoltaik und Windkraft leisten?

Grundprinzip Photovoltaikanlage:

PV-Modul:

• Umwandlung von Licht (direkte und diffuse Strahlung) in Gleichstrom.
• Ausrichtung der Modulfläche in Richtung Sonne durch Neigung und Orientierung zwischen den Himmelsrichtungen [Ost…Süd… bis West].

Wechselrichter:

• Transformation des Gleichstroms in netztypischen Wechselstrom (z.B. 230V 50Hz).

Nutzung:

• Netzeinspeisung oder Deckung von Eigenbedarf;
• elektrische Speicherung in kleinem Maßstab und zeitversetzte Nutzung möglich
• Speicherung in Form von Wärme/Kälte, Stickstoff oder anderen Gasen wie Wasserstoff
  • Power-to-heat
  • ​​​​​​​Power-to-x

Die Verwendung von Photovoltaik und Windkraft für industrielle Prozesse mutet im ersten Moment etwas merkwürdig an. Dabei kann der erzeugte Strom aus Photovoltaik und Windkraft zur Eigenstromversorgung des Werkes/Standorts herangezogen werden. Mit dem erzeugten Strom aus Photovoltaik und Windkraft können zum einen die Produktionsprozesse mit regenerativem Strom (anteilig) versorgt werden. Und zum anderen kann der überschüssige Strom zur Wärmebereitstellung über power-to-heat herangezogen werden. Dabei stellen gerade die Stromüberschüsse in der produktionsfreien Zeit und an Wochenende eine Herausforderungen dar, die es zu lösen gilt. Wie kann der Strom aus Photovoltaik und Windkraft  sinnvoll genutzt oder gespeichert werden? Im Rahmen eines ganzheitlichen Konzepts für Ihren Produktionsstandort untersuchen wir die Möglichkeit der Stromerzeugung aus Photovoltaik und Windkraft vor Ort und betten diese Quellen in die konzeptionellen Versorgungsansätze vollumfänglich mit ein!       

Gasturbine oder BHKW?

Nach wie vor ist die gekoppelte Wärme- und Stromerzeugung im Rahmen einer hocheffizienten KWK-Lösung sinnvoll und wirtschaftlich vielversprechend. Die Anwendung von Gasturbinen-und BHKW-Konzepten ist nach wie vor ein probates Mittel, wenn es darum geht, Hochtemperaturprozesse mit Dampf und/oder Heißwasser o.ä. effizient zu versorgen. Dabei ist es erforderlich in den Gasturbinen- und BHKW-Lösungen das einzusetzende Erdgas bestmöglich, sprich mit höchsten Nutzungsgraden zu verwenden. Dabei spielen Gasturbienen- und BHKW-Lösungen ihren Effizienzvorteil gegenüber einem ungekoppelten Ansatz aus. Wir konzipieren Ihnen Gasturbinen- und BHKW-Lösungen und rechnen für Sie die zu erwartende Vorteilhaftigkeit einer solchen Lösung aus.  Dabei können wir für Sie auch die Fragestellungen der zielführenden Brennstoffauswahl (Erdgas, LNG, LPG, HEL, H2, Biogas,…) und -bereitstellung (leitungsgebunden gasförmig, komprimiert/liquid, Eigenerzeugung durch Hydrolyse oder Methaninisierung) analysieren. Sprechen Sie uns direkt an!        

Biomasse- und Elektrokessel, Power-to-heat

Namensgebung:  „Power-to-heat“ auch P2H oder PtH

Definition:  Verfahren zur Wärmeerzeugung aus Strom und Stromüberschüssen

Grundprinzip:

• ein elektrischer Heizstab in einem Wärmeträgermedium
• der Heizstab wird eingeschaltet à Strom fließt durch enthaltene Heizdrähte
• der elektrische Widerstand der Heizdrähte bewirkt Wärmeentwicklung à der Stab selbst erwärmt das Medium

Konzeptidee:

• EnergieträgersubstitutionStrom statt Erdgas zur Wärmebereitstellung nutzen

technische Umsetzung: Installation von Power-to-heat-Anlagen wie…

• Elektroerhitzern
• Elektrodenkesseln
• elektrisch betriebene Wärmepumpen

Einschränkungen

• elektrische Anschlussleistung am Standort muss vorhanden oder durch eigene Stromproduktion gewährleistet sein

Power-to-heat-Lösungen können dazu beitragen, die Abhängigkeiten vom Primärbrennstoff Erdgas zu reduzieren. Dabei fungieren diese Ansätze als Kernelemente der Wärmewende, wenn es darum geht, regenerativen Strom zur lokalen Wärmeerzeugung zu nutzen. Der power-to-heat-Ansatz für die Industrie ermöglicht es im Rahmen eines ganzheitlichen Konzeptes, die lokalen Ressourcen bestmöglich und effizient zu nutzen und somit zur Energiewende beizutragen.

In diesem Zusammenhang kann auch die Brennstoffumstellung als weiterer Baustein herangezogen werden. Die Brennstoffumstellung bekommt angesichts der Versorgungsmisere beim Erdgas eine große Bedeutung zu. Die Brennstoffumstellung erfolgt typischerweise von fossilen Brennstoffen (Kohle, Erdgas) auf regenerative Einsatzstoffe oder in Zeiten des Versorgungsengpasses auch wieder zurück zu Heizöl. Die Brennstoffumstellung z.B. auf Biomasse muss dabei wohl überlegt sein und einige Dinge sind zu beachten. Die Brennstoffumstellung ist somit sowohl genehmigungsrechtlich als auch in technischer Hinsicht eine Herausforderung, die es zu meistern gilt. Hier sind wir als Experten gefragt. Sprechen Sie uns an!

Welche Förderungen gibt es?       

Ein Dschungel von Fördermöglichkeiten: Auf Bundes- und Landesebene, Einzel- und übergreifende Förderthemen. Behalten Sie den Überblick! Wir wahren im Rahmen unserer Bearbeitung und systemübergreifenden Betrachtung unsere Neutralität und finden das passende Förderprogramm für das gemeinsame Vorhaben. Wir wickeln anschließend die Beantragung ab und begleiten den Förderprozess von Anfang bis Ende.

Wärmepumpe

Elektrische Wärmepumpe (WP) - Grundprinzip

Grundprinzip: Nutzen von externer Wärmequelle (z.B. Umweltenergie oder Prozessenergie) und Antriebsenergie (Strom) zur Bereitstellung von Wärmeenergie (Nutzwärme z.B. in Form von Warmwasser).

• • • Wärmequellen
      • Wasser (auch Abwasser)
      • Luft
      • Erdreich
      • Abwärme (auch Abgas und Prozesswärme)

• • • Technologien/ Typen
      • Wasser/Wasser
      • Luft/Wasser
      • Erdreich/Sole
      • Erdreich/Direkterwärmung
      • u.a.
    • industrielle Anwendung: „Combined Cooling and Heating“ (CCH)
  • Combined Cooling and Heating
  • Bedeutet: Verbinden von Wärme- mit Kälte-Bereitstellung
  • Der Kühlkreislauf mit seiner abzuführenden Wärme dient als Wärmequelle der Wärmepumpe
  • Höhere Effizienz durch Kombination beider Prozesse
  • sinnvoll bei gleichzeitigem Bedarf an Wärme- und Kälte
  • Anlagen können bestehende Kälteanlagen ergänzen und die Kälte in Kältenetze einspeisen
  • Es entfällt die teils aufwändige und teure Abführung von Energie in Rückkühlern üblicher Kompressionskälteanlagen
    • Chancen durch Einsatz einer Wärmepumpe im Allgemeinen:
    • Im Bereich der Wärmeerzeugung in Teilen von Erdgas unabhängiger werden
    • Technologiebedingte Erhöhung der Effizienz der Wärmebereitstellung (vgl. COP)
    • Möglichkeit der vollen Nutzung und zudem Aufwertung von Stromüberschüssen aus

Eigenerzeugung: z.B. Photovoltaik-Anlage     

• • • Aufwerten (quasi „Vervielfachung“) der Energiemengen gemäß Faktor in Höhe des COP der Wärmepumpe
    • Chancen im Speziellen durch Einsatz einer Wärmepumpe für „Cooling and Heating“
    • Erhöhen der Effizienz von Wärme und Kälte-Bereitstellung
    • Niedertemperaturabwärme nutzen und auf das benötigte Temperaturniveau bringen – Beispiel: Wärmepumpenanlage als „Abgaswärmetauscher“ mit Boosterfunktion
    • Koppeln von Kühlprozessen und Wärmeprozessen: Kühlen und Erwärmen mit einer Anlage

Gerade die Wärmepumpentechnologie im industriellen Segment hat sowohl Entwicklungs- als auch Wachstumspotential. Die Möglichkeit der Wärmepumpentechnologie in der Industrie ist noch lange nicht ausgereizt. Viele Unternehmen haben sich mit der Frage noch gar nicht beschäftigt. Hier setzen wir an: industrielle Wärmepumpenauslegung und Anwendung für industrielle Prozesse. Wärmepumpen mit Combined Cooling and Heating sind ein Baustein zur Umstellung der Wärmeversorgung. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig. Wir unterstützen Sie bei der Auswahl der richtigen Wärmepumpe und des konkreten Anwendungsfalls.