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Ein BHKW zur Dampferzeugung in der Molkerei

Rohmilch in verschiedene Milchprodukte zu verarbeiten ist energieintensiv. Insbesondere benötigen Molkereien viel Wärme, um die Milch zu pasteurisieren oder Käse und Joghurt herzustellen sowie Kälte, um diese Produkte anschließend zu lagern. Gleichzeitig haben Molkereien einen gleichmäßig hohen Wärmebedarf und eignen sich deshalb besonders für Kraftwärmekopplung. Bei der Schwarzwaldmilch GmbH kommt deshalb ein erdgasbetriebenes BHKW zum Einsatz, das über einen Abhitzekessel Heizwasser und Prozessdampf für die verschiedenen Produktionsstufen der Milchverarbeitung bereitstellt. Ein Wärmespeicher in Kombination mit einer ausgeklügelten Steuerungstechnik stellt sicher, dass Wärmebedarf und -produktion aufeinander abgestimmt sind.

Während der Einsatz von BHKWs mittlerweile Standard ist, kommen sie bei der Dampferzeugung wegen der hohen Investitionskosten und damit langer Amortisationszeit noch kaum zum Einsatz. Die Anlage der Schwarzwaldmilch dient deshalb auch als Demonstrationsobjekt, das bei regelmäßigen Führungen besichtigt werden konnte.

Drei wesentliche Erkenntnisse:

•Vor Projektbeginn gab es von verschiedenen Anbietern sehr unterschiedliche Konzepte, die die Auswahl der besten Lösung erschwerte.

•Die Auswahl der richtigen Partner ist für ein so komplexes Projekt entscheidend und war hier erfolgreich.

• Eine solide Grundlagenermittlung ist das Fundament für ein tragbares Energiekonzept. Über längere Zeiten sind die potentiellen Wärmesenken mit Wärmezähler gemessen worden, nur über ein repräsentatives Wärmeprofil, das alle Betriebszustände wiedergibt, kann sich das im realen Betrieb bestätigen.

Projektdaten

Projektnummer 2016-08
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Schwarzwaldmilch GmbH Freiburg
Laufzeit Oktober 2015 bis Juni 2017
Zuschuss 250.000

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Entwicklung und Bau einer Wasserkraftmaschine mit hohem Nutzungsgrad für bestehende Bauwerke im Abwasserbereich
Waldshut-Tiengen

Innovative Wasserkraft für Kläranlagen

Abwasser zu reinigen ist energieintensiv und damit relativ teuer. Gleichzeitig bieten die rund 10.000 deutschen Kläranlagen mit ihrem komplexen Kanal- und Röhrennetz ein ungenutztes Wasserkraftpotential. Dieses blieb aber bisher aus technischen Gründen weitgehend ungenutzt, denn herkömmliche Wasserkraftanlagen eignen sich kaum für die besonderen Gegebenheiten einer Kläranlage. Dazu zählen unter anderem schwankende Abwassermengen und hohe Fallhöhen in engen Röhren von oftmals nur anderthalb Metern Durchmesser. Aufbauend auf zwei erfolgreichen Prototypen entwickelt die Ühlinger Firma Karl Kraus Maschinenbau - Umwelttechnik eine Wasserkraftanlage, die - an diese speziellen Erfordernisse angepasst - ohne bauliche Veränderungen eingebaut werden kann. Mehrere hintereinander geschaltete, oberschlächtige Wasserräder nutzen in den engen Röhren, Schächte und Kanälen die Wasserkraft optimal. Dabei ist besonders der ungestörte Wasserstrom in und zwischen den Wasserrädern ein Kernpunkt der Entwicklungen. Hergestellt aus rostfreiem Stahl, eignen sich die Wasserräder sowohl für gereinigtes als auch für Schmutzwasser. Sie sind mit besonderen Stauschildern ausgestattet, die unabhängig vom Wasserfluss immer die gleiche Staumenge halten. Kraus Maschinenbau testete ein solches System bereits auf kleinem Versuchsmaßstab und erprobt nun eine Pilotanlage in der Kläranlage Waldshut-Tiengen. Das Projekt analysierte, wie wirtschaftlich diese Anlage arbeitet und vergleichte Herstellungskosten mit den eingesparten Stromkosten, um möglichst kurze Amortisationszeiten zu erzielen. Kraus Maschinenbau rechnete mit einer Durchschnittsleistung von 2 kW pro Anlage oder einer jährlichen Stromerzeugung von ca. 16.000 kWh, da das Wasser konstant Tag und Nacht fließt. Für die ca. 10.000 deutschen Abwasserreinigungsanlagen mit ihrem etwa 540.000 Kilometer Kanalnetz bieten innovative Wasserkraftanlagen ein großes Potential, um den eigenen Strombedarf teilweise zu decken und so die Abwasserreinigung klimafreundlicher und wirtschaftlicher zu gestalten. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Das oberschlächtige Wasserrad ist bei stark schwankenden Wassermengen zwischen 1l/s und 200l/s und Fallhöhen über 1 Meter wohl die beste Lösung zur Stromerzeugung aus Abwasser. Trotz Konstruktionshilfen in Form von Formeln, Skizzen und Fachliteratur sind die praktischen Versuche insbesondere zur Verkleinerung der Geometrie der Raddurchmesser unverzichtbar. Der Innovationsfonds ist besonders für kleine Unternehmen ein einzigartiges Instrument , damit eine zukunftsweisende Idee in ein reales Projekt umgesetzt werden kann.

SmartCityKommT - Smart City Kommunikations-Technik
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Smart City Kommunikationstechnik

Die Smart City ist eines der Trendthemen unserer Zeit und wird bereits vielerorts in unterschiedlichen Ausprägungen vorangetrieben. Eine Schlüsselrolle stellen dabei Erhebung, Transport und Verarbeitung von Daten dar, mit denen intelligente Anwendungen umgesetzt werden können. So sind bereits in den letzten Jahren in vielen Städten, wie auch in Freiburg, sogenannte LPWA- (Low Power Wide Area) Netzwerke entstanden. Damit ist es möglich Daten über große Reichweiten mit geringem Leistungsverbrauch zu übertragen. Auch gibt es bereits eine große Anzahl unterschiedlichster Sensoren für die Datenerhebung. Doch oftmals gibt es noch keine Anbindungsmöglichkeiten in ein LPWA-Netzwerk. Im Rahmen von diesem Projekt soll hier Abhilfe geschaffen werden. Es beinhaltet die Entwicklung eines Kommunikationsmoduls für häufig verwendeten Schnittstellen, womit eine Anbindung der Sensoren in das Netzwerk möglich wird und mit der eine kontinuierliche Datenerhebung für Monitoring und Gefahrenfrüherkennung einhergeht. Eine mögliche Anwendung, die auch in einem Feldtest umgesetzt werden soll, liegt bei dem Einsatz von Schachtwasserzählern, wodurch erstmalig eine höhere Überwachung der Wassernetze erst möglich wird. Die Entwicklung eines solchen Kommunikationsmoduls und das Vorhandensein eines Datennetzwerkes öffnen damit die Türen für vielfältige Anwendungsmöglichkeiten und Umsetzungsvorhaben vieler unterschiedlicher Akteure und treiben die Entwicklung der Smart City als einen lebenswerten, nachhaltigen und sicheren Ort voran.

Neubau Bürgerhaus Mietersheim
Lahr

Energieeffizientes Bürgerhaus Mietersheim

Als ehemals selbstständiges Dorf hat Mietersheim eine für eingemeindete Ortsteile typische Struktur. Stark befahrene Straßen führen durch den alten Ortskern, in den 1960ern und 70ern kamen neue Wohngegenden hinzu und veränderten den Charakter des alten Bauerndorfes.Mit einem kommunalen Entwicklungsplan harmonisierte die Stadt Lahr nun beide Teile und schaffte einen verkehrsberuhigten Ortskern als neues Zentrum. Teil dieses Plans war der Bau eines neuen, energieeffizienten Bürgerheims. Dafür riß die Stadt zwei alte Gebäude im Ortskern ab und errichtete das Bürgerheim, das sich mit seiner transparenten Fassade in die Architektur des Dorfplatzes einfügt. Großen Wert legte das städtische Bauamt darauf, für den Bau regionale, nachwachsende Rohstoffe zu verwenden. Verschiebbare Wände machen es nun möglich, das neue Gebäude flexibel zu nutzen. Das Konzept senkt zudem – im Vergleich zum Heizen oder Beleuchten eines einzigen, großen Raumes – die Energiekosten. Im Sommer kühlen Erdregister über ein Röhrensystem im Boden die Räume ohne dafür wie herkömmliche Klimaanlagen große Strommengen zu verbrauchen. Pro Jahr spart die Gemeinde damit etwa ein. Mietersheim ist Vorbild für andere Gemeinden, wenn es darum geht mit nachhaltigen aber bereits bewährten Technologien energieeffizient zu bauen ohne die städtischen Finanzen damit stark zu belasten. Um ihr Modell in die Öffentlichkeit zu tragen, veranstaltete die Stadt Lahr deshalb mehrere Veranstaltungen zum Thema ‚Best Practice – Energieeffizienz als Standard.