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Gesenkter Energieverbrauch durch automatisiertes Gebäudeleitsystem

Ein automatisiertes Gebäudeleitsystem senkt den Energieverbrauch der Offenburger Schulen und Sporthallen.

Anstatt sich darauf zu verlassen, dass die Nutzer sparsam mit Energie umgehen, kontrolliert die Stadt Offenburg ihre Liegenschaften bereits seit 1987 mit Hilfe spezieller Gebäudeleittechnik (GLT). Sie konnte so in den Schulen schon mehr als die Hälfte der Heizenergie und ein Viertel des Stroms einsparen. Als die Stadt 1999 ihre Schulen und Sporthallen sanierte, werteten Studenten der FH Offenburg die digital von GLT übertragenen Daten in einem Modellprojekt aus. Daraus entwickelte sich ein Energiemanagement für alle Schulen und Sporthallen mit einem Direct Digital Control-System. Zähler und Datenlogger erfassen stündlich, was die Gebäude verbrauchen. Die Software wertet die Tages- und Monatsberichte, die im Internet einsehbar sind, anschließend aus. Bei Problemen alarmiert das Programm die Hausmeister. Außerdem ermöglicht es, Fehler schnell zu entdecken und zu analysieren, um die Systeme so noch effizienter zu machen.

Projektdaten

Projektnummer 2002-10
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Stadt Offenburg
Laufzeit Dezember 2002 bis September 2003
Zuschuss 115.000

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:

Waldhaus Freiburg
Freiburg

Informations- und Bildungszentrum zum Thema Holz

Freiburgs Selbstverständnis als grüne Stadt lässt sich auch wortwörtlich verstehen, denn die Stadtgrenzen umschließen im europäischen Vergleich besonders viele Waldflächen. Schon früh hat die Stadt begonnen, ihre Wälder nachhaltig zu bewirtschaften und diesen Ansatz aktiv nach außen zu vermitteln. Mit dem Waldhaus eröffnete das Freiburger Forstamt 2008 schließlich ein beispielhaftes Erlebnis- und Informationszentrum, das Diskussionen anstößt über die Rolle des Waldes als Naherholungsgebiet, Lebensraum und Rohstofflager. Für Schüler, Fachleute aber auch für interessierte Touristen, bietet das von einer Stiftung getragene Zentrum Ausstellungen oder Aktionstage zu Themen wie ‚Wald und Wasser’ oder ‚Waldnutzung und Holzverwendung als Beitrag zum Klimaschutz’. Das erlebnispädagogische Konzept, das die Besucher aktiv mit einbezieht, sorgt dafür, dass sie ein Bewusstsein dafür entwickeln, wie der Mensch mit dem Ökosystem Wald verbunden ist. Außerdem vernetzt das Projekt neben Forstwissenschaftlern, Förstern oder Pächtern alle Beteiligen aus Politik und Medien, die sich mit dem Thema Wald auseinandersetzen. Das Gebäude selbst demonstriert, wie vielfältig der Rohstoff Holz ist. In allen Bereichen verwendeten Handwerker und Architekten dort verschiedene Holzmaterialien, um das Waldhaus zu dämmen, zu bauen oder zu heizen. Für den mittlerweile verwirklichten Erweiterungsbau, eine Holzwerkstatt, arbeitet das Waldhaus mit Gewerbeschulen zusammen. Angeleitet von Fachlehrern erlernen Schüler mit traditionellem Werkzeug die Eigenschaften von frisch geschnittenem Holz kennen. Auch über die Grenzen hinaus knüpft das Waldhaus Kontakte zu ähnlichen Vorhaben im Elsass und ist damit Vorbild für andere Umwelt- und Bildungszentren. Mehr Informationen auf der Homepage des Waldhauses Freiburg .

Optimierung der Verstromung von veränderlichen Schwachgasen im kleinen Leistungsbereich
Gengenbach

Optimierte Verstromung im Holzvergaser-BHKW

Obwohl es Holzvergaser schon seit dem späten 19. Jahrhundert gibt und sie besonders in Kriegszeiten beliebt waren, sind heute nur relativ wenige Modelle im Einsatz. Dabei sind sie gut dafür geeignet, mit nachwachsenden Rohstoffen Strom und Wärme zu produzieren. Unterstützt durch den Innovationsfonds stellte der Geflügelhof Zapf bei Gengenbach 2012 seine Energieversorgung auf drei Holzvergaser-BHKW um, mit dem Ziel, die Verstromung zu optimieren. Unter Hitzeeinwirkung wandelt die Anlage das Holz in ein schwaches Brenngas um, das als Brennstoff für das BHKW dient. Pilotanlagen wie die in Gengenbach helfen, die bestehende Technik zu verbessern und Anlagen marktfähiger zu machen. So stellte sich dort im Laufe der ersten Betriebsjahre heraus, dass die Motorentechnik herkömmlicher Modelle nicht ideal auf den Betrieb mit schwachem Holzgas abgestimmt ist. Das führt zu zwei Problemen: Verunreinigungen im Motor und eine ungleichmäßige Verbrennung. Durch den Spalt zwischen Kolben und Zylinder entweicht ein Teil des Brenngases, verunreinigt das Motorenöl, und führt zu einem hohen Verschleiß und Wartungsbedarf. Im Projekt kamen als Alternativlösung Graphitkolben zum Einsatz, die bisher vor allem im Rennsport eingesetzt wurden, bei Holzgas-BHKWs jedoch noch unerprobt waren. Metallinfiltriertes Graphit ist ein besonders präziser Werkstoff, weil es extrem widerstandsfähig ist und sich unter Wärmeeinfluss kaum ausdehnt. Außerdem verfügen Graphitkolben über selbstschmierende Eigenschaften, die Verschleiß, Wartungsbedarf und Kolbenkühlung verringern. Herkömmliche Motoren für kleinere BHKWs kommen meist aus dem KFZ-Bereich und sind für genormte Brennstoffe mit konstanten Eigenschaften ausgelegt; Holzgas hingegen ist ein Schwachgas mit schwankendem Energiegehalt. Verbrennt man Holzgas in solchen Motoren, verbrennt es unvollständig, was den Wirkungsgrad verringert und die Abgaswerte erhöht. Um den Betrieb zu optimieren, passten die Projektpartner deshalb die Motordrehzahl variabel an die Gasqualität an, indem sie das BHKW von der Netzfrequenz entkoppeln. So kann das Gas je nach Qualität unterschiedlich lange in der Brennkammer verbleiben. Das Projekt entwickelte hierfür eine spezielle Steuerungstechnik, die die Drehzahl trotz schwankender Gasqualität möglichst konstant hält. Die Hochschulen Mittelhessen und Offenburg begleiteten den Betrieb mit einem engmaschigen Monitoring und einer anschließenden Evaluation. Die Ergebnisse tragen dazu bei, den Einsatz von ungenormten Biogasen durch innovative Werkstoffe und Betriebsmethoden effizienter zu machen. Wesentliche Erkenntnisse •Grundlegende Probleme von Graphitkolben konnten erkannt und behoben werden, insbesondere hinsichtlich der zu verbessernden Fertigungstoleranzen und dem Entwicklungsbedarf bei den Kolbenringen. •Das Projekt erzielte eine verbesserte Verbrennung und damit einen verbesserten Wirkungsgrad in der Stromproduktion und verringerte Abgaswerte. Das macht ähnliche Anlagen vor allem an Standorten ohne geeignete Wärmeabnahme interessant. •Das gewonnene Fachwissen kann zukünftig anderen Betreibern helfen, neue Lösungsansätze bei Holzvergaseranlagen zu finden.

Wärmenetz der Zukunft - Intelligente Vernetzung mehrerer Wärmenetze
Kehl

Intelligent verbundene Wärmenetze für Kehl

Anders als im Strommarkt, geht die Energiewende im Wärmebereich nur langsam voran. Auch hier kommt dem Wandel zu dezentralen, mit erneuerbaren Energien betriebenen Erzeugern eine wichtige Bedeutung zu. Die Vernetzung bestehender kleinerer Wärmenetze zu einem größeren System aus flexibel steuerbaren Erzeugern und Pufferspeichern und die Sektoren übergreifende Betrachtung von Strom und Wärme bietet großes Potenzial. Die Wärmegesellschaft Kehl verbindet deshalb in einem Pilotprojekt zwei kleinere Wärmenetze mit einem großen, um mit einer zentralen Steuerung ein ökonomisches und ökologisches Optimum zu erreichen. Durch den Betrieb verschiedener Wärmeerzeuger – darunter verschiedene BHKWs, eine thermische Solaranlage, Spitzenlastkessel und zentrale und dezentrale Pufferspeicher – werden Redundanzen geschaffen und der Einsatz der effizienten Kraft-Wärme-Kopplung auf ein Maximum gesteigert. Durch die intelligente Steuerung von einem dezentralen Heizkessel und Pufferspeichern im Wärmenetz sollen Kapazitätsengpässe, die der Anschluss weiterer Kunden an ein bestehendes Wärmenetz mit sich bringt, überwunden werden und eine Erweiterung vorhandener Wärmenetze ermöglichen. Langfristig besteht auch die Möglichkeit, überflüssigen Wind- und PV-Strom im power-to-heat-Verfahren zur Wärmeversorgung zu nutzen. Die ausführliche Evaluation der Ergebnisse macht das Modell attraktiv für die zahlreichen weiteren Wärmenetzbetreiber in der Region und in Deutschland.