Freitag, 13. Juli 2012

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Solarenergie - Google News

Studie: Margen in der Solarindustrie erholen sich erst 2014 - EUWID Neue Energien

12.07.2012 ? 

Die Margen in der Solarindustrie werden sich erst im Jahr 2014 erholen. Zu diesem Ergebnis kommt eine aktuelle Untersuchung des US-amerikanischen Beratungshauses GTM Research.

Für die meisten Solarunternehmen seien im laufenden und im nächsten Jahr keine positiven Bruttomargen zu erwarten. Ab 2014 sei mit einer Erholung zu rechnen, allerdings auf einem Niveau, das deutlich unterhalb der Werte etwa des Jahres 2010 liegen wird.

Die Krise der Solarindustrie ist Ergebnis eines rasanten Preisverfalls in der Folge massiver Überkapazitäten. Die sinkenden Preise haben allerdings auch dazu geführt, dass die Solarenergie in immer mehr Regionen die Netzparität erreicht und mit Stromtarifen seitens der Versorger konkurrieren kann.



Von diesem Trend will jetzt der lange Zeit gegenüber der Solarstromproduktion äußerst kritisch eingestellte Versorger RWE profitieren, wie in der aktuellen Ausgabe 28/2012 von EUWID Neue Energien ausgeführt wird. In Südeuropa will RWE direkt auf dem Gelände von Industriekunden Photovoltaikanlagen errichten und dort für diese Kunden Strom erzeugen. Dies funktioniere nur dort, wo Solarstrom schon jetzt Netzparität erreicht habe und somit subventionsfrei produziert werden könne, also in Ländern wie Spanien oder Italien, sagte Hans Bünting, Chef der Erneuerbare-Energien-Sparte bei RWE in einem Interview mit ?Dow Jones Newswires?.

Derweil meldet der Insolvenzverwalter von Solar Millennium, Volker Böhm, einen weiteren Erfolg bei der Veräußerung von Unternehmensteilen. Der 74,9-prozentige Anteil von Solar Millennium an der Flagsol GmbH wurde an den Joint-Venture-Partner Ferrostaal verkauft. Ferrostaal werde das Unternehmen vollständig fortführen und alle der rund 80 Mitarbeiter übernehmen, teilte Böhm mit.

Die Solarberichterstattung thematisiert in der am 11. Juli erschienenen Ausgabe 28/2012 von EUWID Neue Energien auch die aktuellen Entwicklungen bei Sovello, Schott Solar, Conergy, Suntech Power, IBC Solar, Solarworld, Sener und Abound Solar. Ergänzt wird die Berichterstattung unter anderem mit den aktuellen Daten zur Solarstromeinspeisung in den ÜNB-Regelzonen.

Hier gehts zum vollständigen EUWID-Wochenbericht zur Energiewende.


? Die wöchentlich als Printausgabe und E-Paper erscheinende Fachzeitung EUWID Neue Energien informiert Leser mit knappem Zeitbudget kompakt über die relevanten Entwicklungen während der Energiewende.

Die Ausgabe 28/2012 von EUWID Neue Energien ist am 11. Juli 2012 erschienen. Der Titelbericht analysiert die jetzt von der Bundesnetzagentur vorgelegte Kraftwerksliste. Insgesamt umfasst die Ausgabe 90 Nachrichten und Berichte zur Energiewende auf 28 Seiten.

Testen Sie jetzt EUWID Neue Energien im kostenlosen All-in-One-Paket: 3 Ausgaben EUWID Neue Energien (Print/Online) + Zugriff auf das Archiv + E-Paper Energieeffizienz.

 

 


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Hybride Modelle ? optimierte Pumpspeicherwerke - Juraforum.de

JuraForum.deNachrichtenWissenschaftHybride Modelle ? optimierte Pumpspeicherwerke 


Mit dem Ausbau der Nutzung regenerativer Energiequellen wie Windkraft und Solarenergie steigt der Bedarf an Speichern für große Strommengen enorm an. Die bislang einzige ausgereifte Technologie dafür sind Pumpspeicher(kraft)werke. In Deutschland stellen sie derzeit etwa 7 Gigawatt (GW) Leistung zur Verfügung ? bis zum Jahr 2050 werden insgesamt 30 GW bis 45 GW an Speicherleistung benötigt. Neben dem Ausbau geht es auch darum, den Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit zu erhöhen: Ingenieure des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln Methoden zur Optimierung der Bauwerke und Wasserwege.

Pumpspeicherwerke können sehr schnell auf die aktuelle Stromproduktion und den -verbrauch reagieren: Schwankungen bei Windkraft und Solarenergie gleichen sie ebenso aus wie Lastspitzen und Schwachlastzeiten. Zudem stellen sie eine ausgereifte und günstige Technologie zum Speichern großer Strommengen dar: Eine Speicherkapazität von 13 Gigawattstunden (GWh) soll künftig das Pumpspeicherwerk Atdorf bieten, bei einer Turbinenleistung von 1400 Megawatt (MW). Etwa 1300 MW sollen es nach der gerade laufenden Erweiterung im luxemburgischen Pumpspeicherwerk Vianden sein. Damit gehört es zu den größten europäischen Pumpspeicherwerken Anlagen wie diese ? sowohl was den Wirkungsgrad als auch was die Betriebssicherheit betrifft ? zu optimieren, ist Gegenstand der Forschung von Thomas Mohringer vom Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) des KIT.

Eines seiner Ziele ist, möglichst viel der Restenergie aus dem Wasser zu gewinnen, das im Turbinenbetrieb ins untere Becken eines Pumpspeicherwerkes strömt. Ober- und Unterbecken werden im Pumpspeicherwerk Atdorf mit einem neun Kilometer langen Stollen verbunden sein, der einen Durchmesser von neun Metern hat ? das ist vergleichbar mit dem eines Autobahntunnels. Die Verluste in einer solchen Rohrleitung hängen von einem komplexen Zusammenspiel der Geschwindigkeit des Wassers, drallbehafteten Strömung und Krümmungseffekten ab. Zum Beispiel wird in einem Rohr mit größerem Durchmesser das Wasser langsamer, wodurch die Verluste durch Reibung geringer werden. ?Würde man das Wasser, nachdem es die Turbinen durchlaufen hat, einfach aus dem Kraftwerk fließen lassen, ginge aber immer noch viel Geschwindigkeitsenergie verloren?, erläutert Thomas Mohringer. ?Ein intelligent optimiertes Ein- und Auslaufbauwerk wirkt deshalb als Diffusor: Es bremst das Wasser allmählich ab, wandelt Geschwindigkeits- in Druckenergie um ? und verbessert damit den Wirkungsgrad des Pumpspeicherwerks.?

Mohringer hat sich auf die Dimensionierung und den Entwurf dieser Bauwerke spezialisiert. Ein Detail dabei sind Trennpfeiler im Auslaufbereich. ?Weitet sich das Auslaufrohr löst sich die Strömung häufig von einer Seite ab und fließt auf der anderen Seite entlang der Außenwand ab ? auch dadurch entstehen Verluste. Setze ich aber einen Trennpfeiler ein, richtet er die Strömung gerade. Das reduziert die Verluste und bringt gleichzeitig einen kontrollierbaren Abfluss: Ich weiß genau, was das Wasser an welcher Stelle macht. Das erhöht wiederum die Planungssicherheit.? Als weiteres Prinzip für die Verbesserung hat Thomas Mohringer in seinen Versuchen unter anderem die Aufweitung des Verzugsstücks identifiziert, das vom runden Querschnitt der Rohrleitung in den rechteckigen des Auslaufbereichs überleitet: Auch dieses verlangsamt die Strömung deutlich und bringt Verlusteinsparungen. Mit Verbesserungen wie diesen lässt sich der Gesamtwirkungsgrad vom Pumpspeicherwerken verbessern. ?Prozentual gesehen liegt diese Verbesserung nur etwa im Bereich von 0,1 Prozent. Bedenkt man aber die enorme Leistung dieser Kraftwerke, heißt es, dass man bei einer Turbinenleistung von 1400 MW durch die Optimierung bis zu 1,4 MW Regelleistung mehr zur Verfügung hat, ohne dass Zusatzkosten entstehen. Das entspricht der Leistung einer Windkraftanlage ? ohne Zusatzaufwand, einfach durch ein intelligentes Bauwerksdesign. Darüber hinaus wird die Betriebssicherheit durch die homogenere Strömung im Bauwerk erhöht?, so Mohringer.

In Variantenstudien hatte der Wasserbau-Ingenieur vorab unter anderem Pfeilerformen und -positionen sowie unterschiedliche Querschnitte und Austrittswinkel der Rohrleitung untersucht: jeweils sowohl in Versuchen am physikalischen Modell im Wasserbaulabor als auch in numerischen Simulationen. Die hybride Modellierung erlaubt es, die Vorteile beider Verfahren zu nutzen und die Ergebnisse zu vergleichen: ?Im physikalischen Modell habe ich eine echte Strömung und ein reales Ergebnis, im numerischen kann ich ohne räumliche Beschränkungen im Naturmaßstab arbeiten und erhalte eine hohe Datendichte.? Unter anderem zeigte der Vergleich zwischen den Geschwindigkeitsmessungen und den Daten aus der Numerik, dass die Ergebnisse beider Modelle sehr gut übereinstimmen. Ziel des Optimierungsansatzes ist es, die numerischen Berechnungen so weiter zu entwickeln, dass Ingenieure bei zukünftigen Planungen die Ergebnisse im physikalischen Modell nur noch überprüfen müssen ? statt sie vollständig in aufwändigen Versuchen daran zu erarbeiten.

Das KIT-Zentrum Klima und Umwelt entwickelt Strategien und Technologien zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen: Dafür erarbeiten 660 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 32 Instituten Grundlagen- und Anwendungswissen zum Klima- und Umweltwandel. Dabei geht es nicht nur um die Beseitigung der Ursachen von Umweltproblemen, sondern zunehmend um die Anpassung an veränderte Verhältnisse.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung ? Lehre ? Innovation.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter:

Das Foto kann angefordert werden unter: oder +49 721 608-47414. Die Verwendung des Bildes ist ausschließlich in dem oben genannten Zusammenhang gestattet.

Weiterer Kontakt:

Margarete Lehné
Pressereferentin
Tel.: +49 721 608-48121
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail:

Quelle: idw





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Run for Light slated - Manila Standard Today

By Peter Atencio | Posted on July 13, 2012 | 12:01am | 0 Comments

A Footrace, which will take participants through seldom-visited areas of the Bonifacio Global City in Taguig, is in the offing.

Organizers of the Run for Light said  yesterday that around 1,500 entries are expected to answer the starting gun at 5:30 a.m on July 21.

Race director Edmund Mangaser said the runners can join in the 3-kilometer, 5-km and 10a-km categories, with the Burgos Circle in Rizal Drive as starting point.

Mangaser discussed the race during a press conference held at the Center for Outdoor Recreation and Expedition inside the ROX store at Bonifacio High Street in Taguig City.

The race is organized by Stiftung Solarenergie-Solar Energy Foundation, which is taking the initiative of raising funds for solar-powered lamps and battery chargers, which can be distributed to remote areas in the country which do not have electricity.


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Hybride Modelle ? optimierte Pumpspeicherwerke - innovations report

12.07.2012

Mit dem Ausbau der Nutzung regenerativer Energiequellen wie Windkraft und Solarenergie steigt der Bedarf an Speichern für große Strommengen enorm an.

Die bislang einzige ausgereifte Technologie dafür sind Pumpspeicher(kraft)werke. In Deutschland stellen sie derzeit etwa 7 Gigawatt (GW) Leistung zur Verfügung ? bis zum Jahr 2050 werden insgesamt 30 GW bis 45 GW an Speicherleistung benötigt. Neben dem Ausbau geht es auch darum, den Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit zu erhöhen: Ingenieure des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln Methoden zur Optimierung der Bauwerke und Wasserwege.

Pumpspeicherwerke können sehr schnell auf die aktuelle Stromproduktion und den -verbrauch reagieren: Schwankungen bei Windkraft und Solarenergie gleichen sie ebenso aus wie Lastspitzen und Schwachlastzeiten. Zudem stellen sie eine ausgereifte und günstige Technologie zum Speichern großer Strommengen dar: Eine Speicherkapazität von 13 Gigawattstunden (GWh) soll künftig das Pumpspeicherwerk Atdorf bieten, bei einer Turbinenleistung von 1400 Megawatt (MW). Etwa 1300 MW sollen es nach der gerade laufenden Erweiterung im luxemburgischen Pumpspeicherwerk Vianden sein. Damit gehört es zu den größten europäischen Pumpspeicherwerken Anlagen wie diese ? sowohl was den Wirkungsgrad als auch was die Betriebssicherheit betrifft ? zu optimieren, ist Gegenstand der Forschung von Thomas Mohringer vom Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) des KIT.


Eines seiner Ziele ist, möglichst viel der Restenergie aus dem Wasser zu gewinnen, das im Turbinenbetrieb ins untere Becken eines Pumpspeicherwerkes strömt. Ober- und Unterbecken werden im Pumpspeicherwerk Atdorf mit einem neun Kilometer langen Stollen verbunden sein, der einen Durchmesser von neun Metern hat ? das ist vergleichbar mit dem eines Autobahntunnels.

Die Verluste in einer solchen Rohrleitung hängen von einem komplexen Zusammenspiel der Geschwindigkeit des Wassers, drallbehafteten Strömung und Krümmungseffekten ab. Zum Beispiel wird in einem Rohr mit größerem Durchmesser das Wasser langsamer, wodurch die Verluste durch Reibung geringer werden. ?Würde man das Wasser, nachdem es die Turbinen durchlaufen hat, einfach aus dem Kraftwerk fließen lassen, ginge aber immer noch viel Geschwindigkeitsenergie verloren?, erläutert Thomas Mohringer.

?Ein intelligent optimiertes Ein- und Auslaufbauwerk wirkt deshalb als Diffusor: Es bremst das Wasser allmählich ab, wandelt Geschwindigkeits- in Druckenergie um ? und verbessert damit den Wirkungsgrad des Pumpspeicherwerks.?

Mohringer hat sich auf die Dimensionierung und den Entwurf dieser Bauwerke spezialisiert. Ein Detail dabei sind Trennpfeiler im Auslaufbereich. ?Weitet sich das Auslaufrohr löst sich die Strömung häufig von einer Seite ab und fließt auf der anderen Seite entlang der Außenwand ab ? auch dadurch entstehen Verluste. Setze ich aber einen Trennpfeiler ein, richtet er die Strömung gerade. Das reduziert die Verluste und bringt gleichzeitig einen kontrollierbaren Abfluss: Ich weiß genau, was das Wasser an welcher Stelle macht. Das erhöht wiederum die Planungssicherheit.?

Als weiteres Prinzip für die Verbesserung hat Thomas Mohringer in seinen Versuchen unter anderem die Aufweitung des Verzugsstücks identifiziert, das vom runden Querschnitt der Rohrleitung in den rechteckigen des Auslaufbereichs überleitet: Auch dieses verlangsamt die Strömung deutlich und bringt Verlusteinsparungen. Mit Verbesserungen wie diesen lässt sich der Gesamtwirkungsgrad vom Pumpspeicherwerken verbessern. ?Prozentual gesehen liegt diese Verbesserung nur etwa im Bereich von 0,1 Prozent. Bedenkt man aber die enorme Leistung dieser Kraftwerke, heißt es, dass man bei einer Turbinenleistung von 1400 MW durch die Optimierung bis zu 1,4 MW Regelleistung mehr zur Verfügung hat, ohne dass Zusatzkosten entstehen. Das entspricht der Leistung einer Windkraftanlage ? ohne Zusatzaufwand, einfach durch ein intelligentes Bauwerksdesign. Darüber hinaus wird die Betriebssicherheit durch die homogenere Strömung im Bauwerk erhöht?, so Mohringer.

In Variantenstudien hatte der Wasserbau-Ingenieur vorab unter anderem Pfeilerformen und -positionen sowie unterschiedliche Querschnitte und Austrittswinkel der Rohrleitung untersucht: jeweils sowohl in Versuchen am physikalischen Modell im Wasserbaulabor als auch in numerischen Simulationen. Die hybride Modellierung erlaubt es, die Vorteile beider Verfahren zu nutzen und die Ergebnisse zu vergleichen: ?Im physikalischen Modell habe ich eine echte Strömung und ein reales Ergebnis, im numerischen kann ich ohne räumliche Beschränkungen im Naturmaßstab arbeiten und erhalte eine hohe Datendichte.? Unter anderem zeigte der Vergleich zwischen den Geschwindigkeitsmessungen und den Daten aus der Numerik, dass die Ergebnisse beider Modelle sehr gut übereinstimmen. Ziel des Optimierungsansatzes ist es, die numerischen Berechnungen so weiter zu entwickeln, dass Ingenieure bei zukünftigen Planungen die Ergebnisse im physikalischen Modell nur noch überprüfen müssen ? statt sie vollständig in aufwändigen Versuchen daran zu erarbeiten.

Das KIT-Zentrum Klima und Umwelt entwickelt Strategien und Technologien zur Sicherung der natürlichen Lebensgrundlagen: Dafür erarbeiten 660 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter aus 32 Instituten Grundlagen- und Anwendungswissen zum Klima- und Umweltwandel. Dabei geht es nicht nur um die Beseitigung der Ursachen von Umweltproblemen, sondern zunehmend um die Anpassung an veränderte Verhältnisse.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung ? Lehre ? Innovation.

Weiterer Kontakt:

Margarete Lehné
Pressereferentin
Tel.: +49 721 608-48121
Fax: +49 721 608-43658
E-Mail: Margarete.Lehne@kit.edu

Monika Landgraf | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.kit.edu

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Solarfassaden: Hoch hinaus mit Solarenergie - Solarportal 24


Solarfassaden: Hoch hinaus mit Solarenergie

In Zürich konnte durch die Sanierung zweier 60 Meter hoher Gebäude demonstriert werden, welche Vorteile Solarfassaden im Bereich der Gebäudeintegrierten Photovoltaik (BIPV) bieten. Mit dem Fassadenprojekt ?Sihlweid? ist es gelungen, die größte umlaufende Photovoltaik Dünnschicht-Fassade weltweit zu realisieren.

Die Installation von Solarfassaden an den baufälligen Hochhäusern unterlag einer Zürcher Initiative, mit dem Ziel der Erreichung der ?2.000 Watt Gesellschaft?. Nach der Vision dieses energiepolitischen Modells soll der Energiebedarf eines jeden Erdenbewohners einer durchschnittlichen Leistung von 2.000 Watt entsprechen. In der Schweiz wurde dieser Wert zuletzt 1960 gemessen, mittlerweile liegt der Wert durchschnittlich bei 5.000 ? 6.000 Watt Die ?2.000 Watt Regel? beschreibt gleichzeitig eine gesellschaftliche Vorgabe für den ?Gebäudebau der Zukunft? der Stadt Zürich und war somit auch das Hauptziel des Sanierungsprojektes der gewerblichen Baugenossenschaft Zurlinden (BGZ).

Hauptinitiatoren des Hochhaus-Projektes sind das Genossenschaftsmitglied der BGZ, die Elektrofirma Kälin + Müller AG, die Solarcenter Muntwyler AG, die Architekten Haas Harder Partner AG und der Solarmodulhersteller Sharp Energy Solution Europe. Besonderen Wert legten die Beteiligten darauf, beständigen Schutz für das sanierte Gebäude zu gewährleisten und langfristig kostengünstig Strom zu produzieren. ?Wir wussten schnell, dass wir es schaffen können, die ?2.000 Watt Regel? zu berücksichtigen, die eine Stromproduktion von zirka 50.000 kWh/Jahr bedingt?, berichtet Stefan Kälin von der Kälin + Müller AG.

?Unsere statischen und dynamischen Tests zur Prüfung der mechanischen Festigkeit aufgrund der hohen Windlast an der Spitze des Hochhauses ergaben, dass eine umlaufende Solarfassade, d.h. verteilt auf alle vier Hausseiten, die beste Lösung für unser Vorhaben war. Die Entscheidung zur Solaranlage von Sharp war dann schnell gefällt. Vergleichbare Schweizer Module waren teurer und weniger leistungsfähig als die Sharp-Produkte?, beschreibt Michael Winkler, Photovoltaik Ingenieur der Solarcenter Muntwyler AG.

Im Rahmen ihrer Bacherlorarbeiten unter Prof. Urs Muntwyler erarbeiteten vier Studierende der Berner Fachhochschule die Fassadenbelegung mit den Solarmodulen samt Kalkulation aller elektrischen und wirtschaftlichen Aspekte. 

Die Installation der Solarfassade des ersten Hauses begann im Sommer 2011 und wurde Ende des Jahres abgeschlossen. Pro Woche wurde eine Etage saniert. Die Bebauung des zweiten Gebäudes folgt derzeit. Beim bereits realisierten Hochhaus ?Sihlweidstrasse 1? wurden 882 mikroamorphe Tandemmodule von Sharp des Typs NA 128 mit einer Nennleistung von über 112 kWp verbaut. ?Der gute Temperaturkoeffizient und speziell der neu designte Aluminiumrahmen bieten sich für den Langzeiteinsatz an und garantieren eine einfache und sichere Montage?, erklärt Bernd Schwartz, Produktmanager bei Sharp Solar.

?Hinzu kommt, dass die Kosten pro Quadratmeter bei Dünnschicht-Solarmodulen niedriger sind als bei anderen Solarmodultypen. Dies ist die positive Umkehrung des niedrigeren Wirkungsgrades beispielsweise gegenüber kristallinen Fassaden.?, ergänzt Schwartz. 

Für die Installation wurde ein neues Fassadensystem entwickelt, das durch die Firma Ernst Schweizer AG realisiert wurde. Der Metallbauer entwarf eine spezielle Konstruktion, in die jedes Modul einzeln eingefasst werden konnte. Weiterer Partner dieses Projektes ist das Architektenbüro Harder Haas Partner AG, das die Sanierung von Beginn an geplant und begleitet hat. Besonderes Erfolgsrezept des Vorhabens lag in der guten Zusammenarbeit aller beteiligten Parteien. ?Die Motivation und Erfahrung aller und die herausfordernde Arbeit an einem so speziellen Objekt, haben das Projekt zu einem echten ?Leuchtturm-Projekt? gemacht?, kommentiert Winkler abschließend.

Quelle: Sharp Electronics (Europe) GmbH


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Hybride Modelle - optimierte Pumpspeicherwerke - Umwelt-Panorama.de

2012-07-13 | Mit dem Ausbau der Nutzung regenerativer Energiequellen wie Windkraft und Solarenergie steigt der Bedarf an Speichern für große Strommengen enorm an. Die bislang einzige ausgereifte Technologie dafür sind Pumpspeicher(kraft)werke. In Deutschland stellen sie derzeit etwa sieben Gigawatt Leistung zur Verfügung - bis zum Jahr 2050 werden insgesamt 30 Gigawatt bis 45 Gigawatt an Speicherleistung benötigt. Neben dem Ausbau geht es auch darum, den Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit zu erhöhen. Ingenieure des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln derzeit Methoden zur Optimierung der Bauwerke und Wasserwege.

Pumpspeicherwerke können sehr schnell auf die aktuelle Stromproduktion und den -verbrauch reagieren: Schwankungen bei Windkraft und Solarenergie gleichen sie ebenso aus wie Lastspitzen und Schwachlastzeiten. Zudem stellen sie eine ausgereifte und günstige Technologie zum Speichern großer Strommengen dar: Eine Speicherkapazität von 13 Gigawattstunden soll künftig das Pumpspeicherwerk Atdorf bieten, bei einer Turbinenleistung von 1 400 Megawatt. Etwa 1 300 Megawatt sollen es nach der gerade laufenden Erweiterung im luxemburgischen Pumpspeicherwerk Vianden sein. Damit gehört es zu den größten europäischen Pumpspeicherwerken. Anlagen wie diese - sowohl was den Wirkungsgrad als auch was die Betriebssicherheit betrifft - zu optimieren, ist Gegenstand der Forschung von Thomas Mohringer vom Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG) des KIT.

Eines seiner Ziele ist, möglichst viel der Restenergie aus dem Wasser zu gewinnen, das im Turbinenbetrieb ins untere Becken eines Pumpspeicherwerkes strömt. Ober- und Unterbecken werden im Pumpspeicherwerk Atdorf mit einem neun Kilometer langen Stollen verbunden sein, der einen Durchmesser von neun Metern hat - das ist vergleichbar mit dem eines Autobahntunnels. Die Verluste in einer solchen Rohrleitung hängen von einem komplexen Zusammenspiel der Geschwindigkeit des Wassers, drallbehafteten Strömung und Krümmungseffekten ab. Zum Beispiel wird in einem Rohr mit größerem Durchmesser das Wasser langsamer, wodurch die Verluste durch Reibung geringer werden. ,,Würde man das Wasser, nachdem es die Turbinen durchlaufen hat, einfach aus dem Kraftwerk fließen lassen, ginge aber immer noch viel Geschwindigkeitsenergie verloren", erläutert Thomas Mohringer. ,,Ein intelligent optimiertes Ein- und Auslaufbauwerk wirkt deshalb als Diffusor: Es bremst das Wasser allmählich ab, wandelt Geschwindigkeits- in Druckenergie um - und verbessert damit den Wirkungsgrad des Pumpspeicherwerks."

Mohringer hat sich auf die Dimensionierung und den Entwurf dieser Bauwerke spezialisiert. Ein Detail dabei sind Trennpfeiler im Auslaufbereich. ,,Weitet sich das Auslaufrohr, löst sich die Strömung häufig von einer Seite ab und fließt auf der anderen Seite entlang der Außenwand ab - auch dadurch entstehen Verluste. Setze ich aber einen Trennpfeiler ein, richtet er die Strömung gerade. Das reduziert die Verluste und bringt gleichzeitig einen kontrollierbaren Abfluss: Ich weiß genau, was das Wasser an welcher Stelle macht. Das erhöht wiederum die Planungssicherheit." Als weiteres Prinzip für die Verbesserung hat Thomas Mohringer in seinen Versuchen unter anderem die Aufweitung des Verzugsstücks identifiziert, das vom runden Querschnitt der Rohrleitung in den rechteckigen des Auslaufbereichs überleitet: Auch dieses verlangsamt die Strömung deutlich und bringt Verlusteinsparungen. Mit Verbesserungen wie diesen lässt sich der Gesamtwirkungsgrad von Pumpspeicherwerken verbessern. ,,Prozentual gesehen liegt diese Verbesserung nur etwa im Bereich von 0,1 Prozent. Bedenkt man aber die enorme Leistung dieser Kraftwerke, heißt es, dass man bei einer Turbinenleistung von 1 400 Megawatt durch die Optimierung bis zu 1,4 Megawatt Regelleistung mehr zur Verfügung hat, ohne dass Zusatzkosten entstehen. Das entspricht der Leistung einer Windkraftanlage - ohne Zusatzaufwand, einfach durch ein intelligentes Bauwerksdesign. Darüber hinaus wird die Betriebssicherheit durch die homogenere Strömung im Bauwerk erhöht", so Mohringer.

In Variantenstudien hatte der Wasserbau-Ingenieur vorab unter anderem Pfeilerformen und -positionen sowie unterschiedliche Querschnitte und Austrittswinkel der Rohrleitung untersucht: jeweils sowohl in Versuchen am physikalischen Modell im Wasserbaulabor als auch in numerischen Simulationen. Die hybride Modellierung erlaubt es, die Vorteile beider Verfahren zu nutzen und die Ergebnisse zu vergleichen: ,,Im physikalischen Modell habe ich eine echte Strömung und ein reales Ergebnis, im numerischen kann ich ohne räumliche Beschränkungen im Naturmaßstab arbeiten und erhalte eine hohe Datendichte." Unter anderem zeigte der Vergleich zwischen den Geschwindigkeitsmessungen und den Daten aus der Numerik, dass die Ergebnisse beider Modelle sehr gut übereinstimmen. Ziel des Optimierungsansatzes ist es, die numerischen Berechnungen so weiter zu entwickeln, dass Ingenieure bei zukünftigen Planungen die Ergebnisse im physikalischen Modell nur noch überprüfen müssen - statt sie vollständig in aufwändigen Versuchen daran zu erarbeiten. (vm/en-wid) Dieser Artikel wurde am 2012-07-13 in der Kategorie Energie mit den Suchwörtern "Hybride Modelle - optimierte Pumpspeicherwerke" veröffentlicht.


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SFV zum Netzentwicklungsplan Strom (NEP) der Übertragungsnetzbetreiber - Solarportal 24


SFV zum Netzentwicklungsplan Strom (NEP) der Übertragungsnetzbetreiber

Die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) haben einen Netzentwicklungsplan zur öffentlichen Diskussion gestellt, den sie möglichst vollständig und rasch in die Praxis umsetzen wollen. Jede und jeder konnte sich bis zum 10. Juli 2012 zu diesem Plan äußern. Auch der Solarenergie Förderverein Deutschland (SFV) hat eine Stellungnahme abgegeben.

Stellungnahme des unabhängigen Solarenergie Förderverein Deutschland e.V. (SFV): 

Der SFV stellt es jeder Leserin und jedem Leser frei, Teile dieser Stellungnahme oder die Stellungnahme insgesamt für eigene Stellungnahmen zu verwenden. Auch an Ergänzungen oder Einwänden ist der SFV interessiert: www.sfv.de 

?Der Solarenergie Förderverein Deutschland e.V. (SFV) befasst sich satzungsgemäß mit der Frage, wie die Umstellung der Energieversorgung vom fossil-nuklearen Kraftwerkspark zu einer Versorgung ausschließlich mit heimischen Erneuerbaren Energien (EE) vonstatten gehen soll. In diesem Zusammenhang haben wir auch geprüft, ob dafür ein Ausbau der Übertragungsnetze erforderlich ist. Wir kommen in dieser Hinsicht allerdings zu völlig anderen Ergebnissen als der Netzentwicklungsplan Strom (NEP) der vier Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB). Grund für die unterschiedlichen Ergebnisse sind gravierende Unterschiede in den Zielvorstellungen. Deswegen gilt es zunächst, die Zielvorstellungen zu klären. 

Wir beziehen uns dazu auf das Vorwort zum NEP (Seite 8), in dem die Zielvorstellungen der ÜNB umrissen werden. Dort heißt es: 

(NEP) ?In Deutschland wird der Strom durch die rund 35.000 km langen Übertragungsnetze von den Erzeugern in die Verbrauchszentren transportiert. Zugleich verbinden die Übertragungsnetze Deutschland elektrisch mit den Nachbarländern, die so gemeinsam den internationalen Stromverbund Kontinentaleuropas bilden. Dieses europaweite Netz ist die Plattform für den STROMHANDEL in Europa. (...)? [Hervorhebung durch SFV]. 

(SFV) Die Übertragungsnetzbetreiber müssen naturgemäß an einem wachsenden Stromhandel interessiert sein, denn er stellt für sie eine wichtige Einnahmequelle dar. 

Ein Beispiel: Windstrom aus einem Offshore-Windpark der Nordsee nach München transportiert, kostet den Verbraucher in München mehr als den Verbraucher an der Nordseeküste, denn die Kosten für die Übertragung über viele hundert Kilometer kommen hinzu. Für den Stromverbraucher ist das kein Vorteil. Der Ausbau der Übertragungsnetze liegt somit eher im betriebswirtschaftlichen Interesse der Übertragungsnetzbetreiber. 

Gäbe es gleichgewichtig viel Windenergienutzung auch im Alpenvorland, würde sich die zu übertragende Menge verringern, und mit ihr auch die Notwendigkeit eines Netzausbaus. 

Würden dann noch in jeder Region lokale Speicher die Windstromüberschüsse speichern und in die Zeiten schwachen Windes verschieben, könnte man den Neubau von Übertragungsnetzen für den Windstrom-Transport von Norden nach Süden vermeiden, weil die Kapazität der bereits vorhandenen Übertragungsnetze ausreichen würde. Entsprechendes gilt für den ungleichmäßigen Ausbau von Solarenergie in Süd- und Norddeutschland und für die noch fehlenden Pufferspeicher für Solarstrom.

Als einziger weiterer Grund für den Ausbau der Übertragungsnetze wird von den ÜNB dann im Vorwort die Bewältigung der Energiewende genannt:

(NEP) ?Die Energiewende verändert die deutsche Energieinfrastruktur fundamental und bedeutet zugleich eine Wende für das gesamte Stromversorgungssystem in Deutschland. Diese Veränderung betrifft an erster Stelle die Übertragungsnetze, aber auch die Verteilungsnetze.? 

(SFV) Die Veränderung betrifft natürlich auch die Stromnetze, doch diese bei weitem nicht an erster Stelle, sondern zuerst einmal betrifft sie die Stromerzeugungsanlagen.

(NEP) ?Die Netze müssen den neuen Ansprüchen einer nachhaltigen, auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung gerecht werden. Für die Übertragungsnetze bedeutet das in der Praxis, dass sie bedarfsgerecht optimiert, verstärkt, aus- oder neugebaut werden müssen.? 

(SFV) Diesem Absatz ist voll zuzustimmen. Die Stromnetze sind Mittel zum Zweck. Es kommt im wesentlichen also darauf an, den Bedarf festzustellen, um ihn dann decken zu können.

(NEP) ?Das gesamte deutsche Übertragungsnetz muss im Lichte dieses Systemwechsels fit für die Zukunft gemacht werden. Diese Aufgabe ist sehr dringlich, denn erst wenn die ?Stromautobahnen? fertiggestellt sind, können auf ihnen auch die großen Mengen Strom von Norden nach Süden transportiert werden, deren Erzeugung einerseits im Moment in Planung und andererseits auch schon Realität ist.? 

(SFV) Hier berufen sich die ÜNB auf die Planungen der Windparks im Norden. Aber, anstatt darauf aufmerksam zu machen, dass die Planung der Offshore Windparks zu erhöhtem Netzausbaubedarf führt und deshalb unbedingt durch eine gleichgewichtige Planung von Windanlagen in allen Regionen Deutschlands - auch im Alpenvorland - ergänzt werden muss, berufen sich die ÜNB auf die einseitige (und damit unausgewogene, fehlerhafte) Offshore-Planung und nehmen sie als willkommene Begründung für ihre Nord-Südplanung. Wenn schon die Planung für die Standortwahl räumlich sehr unausgewogen ist, kann daraus auch keine aus unserer Sicht sinnvolle Netzausbauplanung hervorgehen.

Die Kritik des SFV am NEP geht jedoch noch erheblich weiter. Sie richtet sich nicht nur gegen den NEP sondern auch gegen den Eindruck, der Ausbau der Erneuerbaren Energien wäre nur bei schnellem Ausbau der Übertragungsnetze möglich. Dies erscheint uns wie ein Ablenken von den eigentlichen Problemen. Nicht der zögernde Ausbau des Stromnetzes, sondern die Zusammensetzung des konventionellen Kraftwerksparks und fehlende Speicher hemmen im Wesentlichen die zügige Fortsetzung der Energiewende. Selbst wenn wir (rein hypothetisch) annehmen, das Netz wäre ideal ausgebaut, so dass Wind und Sonnenenergie unabhängig davon, wo sie eingespeist werden, überall genutzt werden können, stößt der Ausbau der Erneuerbaren Energien dennoch schnell an Grenzen. 

In der öffentlichen Diskussion gilt es allerdings bereits als ausgemacht, dass ohne Ausbau der Übertragungsnetze die Energiewende nicht möglich sei. Die von uns vertretene gegenteilige Überzeugung verlangt deshalb eine eingehende und ausführliche Begründung: 

Würde eine Fortsetzung des Ausbaus von Solar- und Windenergie wie bisher zur vollständigen Energiewende führen, wenn die Netze bereits vollständig ausgebaut wären? 

Gehen wir einmal fiktiv davon aus, dass alle Fernübertragungs-, Höchst- und Hochspannungsnetze sowie auch die Verteilnetze in idealer Weise ausgebaut seien, so dass es keine Übertragungs- und Verteilprobleme sowie Netzverluste mehr gäbe. In übertragenem Sinne könnte man dann von "Deutschland als leitender Kupferplatte" sprechen. Wenn fehlender Netzausbau das einzige und wesentliche Hemmnis für den Umstieg auf eine Stromversorgung aus 100 Prozent Erneuerbaren Energien wäre, dürften es dann in diesem versuchsweise gewählten Szenario keine wesentlichen Hemmnisse mehr gegen die Erneuerbaren Energien geben. 

Doch bedauerlicherweise bleiben die zwei wesentlichen Hemmnisse unverändert erhalten. Sie lassen sich auch und gerade im Kupferplatten-Szenario leicht identifizieren. 

Hemmnis 1: Der Anteil an unflexiblen Grundlastkraftwerken im Kraftwerkspark
Derzeit teilt sich die Stromversorgung zwischen fossilen und Erneuerbaren Energien auf. Je mehr Leistung aus Erneuerbaren Energien eingespeist wird, desto mehr müssen fossile Kraftwerke zurückgefahren werden; dies ergibt sich aus dem Einspeisevorrang für Erneuerbare Energien. Bei weiterem Ausbau der Erneuerbaren Energien stößt aber das Herunterfahren der fossilen Grundlastkraftwerke an Grenzen, sodass stattdessen die ÜNB die zunehmenden Einspeisungen aus Erneuerbaren Energien abregeln müssen. Die Genehmigung dazu erteilt ihnen § 11, Abs. 2 EEG (Einspeisemanagement). Die Abregelung erfolgt unabhängig davon, ob alle Windparks offshore errichtet werden oder dezentral und gleichmäßig verteilt. 

Diese Abregelung erfolgt, wenn die einspeisenden Erneuerbaren Energien noch um grob 20 bis 35 Gigawatt (genauer gesagt, um den nicht abregelbaren Anteil der Grundlastkraftwerksleistungen) unterhalb des aktuellen Strombedarfs, (der Lastkurve) liegen, d.h. bereits lange bevor die summierte Leistung der eingespeisten Erneuerbaren Energien die Lastkurve erreicht. Es lässt sich also regelrecht ein für die EE ?verbotener?  Bereich unterhalb der Lastkurve ausmachen. Dieser Bereich ist ausschließlich für die Einspeisungen aus Grundlastkraftwerken vorbehalten und für alle anderen Einspeisungen tabu.
 
Unsere Forderung lautet daher: Die unflexiblen Grundlastkraftwerke müssen allesamt zügig aus dem bestehenden Kraftwerkspark ausgegliedert und durch Kraftwerke oder BHKW ersetzt werden, die sich später mit EE-Methan oder EE-Methanol oder EE-Diesel (?Power to Gas? oder ?Power to Liquid?) betreiben lassen. 

Hemmnis 2: Die Sonne scheint nachts nicht.
Sonnenenergie, eine der beiden wichtigsten Erneuerbaren Energien, steht in ganz Europa während der Nacht nicht zur Verfügung. Diese an sich simple Feststellung hat für die Umstellung auf Erneuerbare Energien große Bedeutung. Selbst durch einen kompletten Netzausbau kann dieser Nachteil nur mit Hilfe von Speichern überwunden werden. Übertragungsnetze können das nicht leisten. 

Sicherheitsfragen:
Selbst wenn ? was auch wir nicht bestreiten ? einige bestimmte Ergänzungen im Übertragungsnetz notwendig sind, um die gefährdete Sicherheit der konventionellen Stromversorgung zu verbessern, so betrifft dies nur den gegenwärtigen Zustand. Mit dem Ausbau der Erneuerbaren Energien hat dies nichts zu tun. 

Die Sicherheit der Stromversorgung wird zukünftig erst dann entscheidend zunehmen - auch ohne weiteren Ausbau der Übertragungsnetze - wenn EE-Erzeugungsanlagen mit dezentralen Pufferspeichern versehen und gleichmäßig über das ganze Versorgungsgebiet verteilt werden.
Auch für die nicht auszuschließende Möglichkeit einer mehrwöchigen europaweiten Windflaute bei fehlendem Sonnenschein kann und muss vorgesorgt werden. Hierfür ist die Bildung einer strategischen Energiereserve unverzichtbar. Dazu ist in einem abschließenden Ausbauschritt die Errichtung von Anlagen zur Erzeugung von EE-Methan oder EE-Methanol, EE-Diesel oder EE-Wasserstoff (?Power to Gas? oder ?Power to Liquid?) aus den durch Pufferspeicher vergleichmäßigten Überschüssen von Wind- und Solaranlagen durchzuführen. 

Generell gilt folgende Überlegung: Die Sicherheit eines Energieversorgungssystems, das auf ausreichende Speicherkapazitäten und autonome Selbstregelmechanismen (?Schwarmintelligenz?) zurückgreifen kann, ist naturgemäß höher als die eines Systems, bei dem in einem großen Versorgungsgebiet zentral gesteuert jederzeit ein fragiles Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch eingehalten werden muss. 

?Power to Gas? und ?Power to Liquid? aus Energieüberschussgebieten 

Wenn sich in dünn besiedelten und verbrauchsschwachen Regionen ein Überschuss von Windstrom anbietet, der trotz Anwendung von Pufferspeichern und teilweiser Verschiebung der Leistung auf windschwache Zeiten den regionalen Energiebedarf übersteigt, so bietet sich folgende Lösung an. Die entstehenden Windparks werden durch PV-Anlagen (ebenfalls mit Pufferspeichern) ergänzt. Gemeinsam beliefern dann die Wind- und PV-Anlagen mit ihren geglätteten Überschüssen die dortige regionale Hochspannungsebene, aus der dann großindustrielle Anlagen zur Erzeugung von ?Power to Gas? und ?Power to Liquid? gespeist werden. 

FERN-Übertragungsleitungen sind dafür nicht erforderlich. 

Der Ausbau des Verteilnetzes ist hier jedoch unvermeidbar. 

Zusammenfassung:
Der in der jetzigen Fassung vorgelegte NEP darf aus unserer Sicht nicht als Grundlage für eine Netzplanung herangezogen werden, ist doch die Zielsetzung so formuliert, dass sie primär dem nationalen und europäischen Stromhandel dient aber keineswegs der vollständigen Umstellung auf dezentrale heimische Erneuerbare Energien.? 

Quelle: Solarenergie Förderverein Deutschland e.V. (SFV)


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