Verschiedene Energiekonzepte für warme und kalte Wärmenetze

Nahwärmenetze sind eine effiziente Möglichkeit, um Wärme in einer Gemeinde oder einer Stadt zu verteilen. Sie ermöglichen die Nutzung verschiedener Energiequellen um sowohl warme als auch kalte Wärmebereitstellung zu unterstützen. In obigen Schemata sind verschiedene Konzepte für warme und kalte Nahwärmenetze dargestellt.

Die Wahl des geeigneten Energiekonzepts hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Verfügbarkeit und Kosten der Energiequellen, die infrastrukturellen Gegebenheiten vor Ort und die spezifischen Anforderungen der Verbraucher. Oftmals werden auch Kombinationen verschiedener Technologien eingesetzt, um eine zuverlässige und effiziente Wärme- und Kälteversorgung sicherzustellen.

Verschiedene Energiekonzepte für warme und kalte Wärmenetze

Verschiedene Varianten der Nutzung von Seewasser zur Erzeugung von Wärme und Kälte.

Rückgabetiefe und Rückgabetemperatur am Beispiel des Bodensee

Mit Rücksicht auf die Schichtungsverhältnisse ist die Rückgabetiefe des thermisch genutzten Wassers so zu wählen, dass die Einschichtung in einem Bereich zwischen 20 bis 40 Meter Wassertiefe erfolgt.

Die Rückgabetemperatur des thermisch genutzten Wassers darf höchstens 20°C betragen.

Die Temperaturänderung außerhalb der Mischungszone muss kleiner als 1°C sein.

Als Mischungszone gilt ein Bereich von 20 mal 20 Meter horizontaler und 10 Meter vertikaler Ausdehnung.

Im Winter oder in fachlich begründeten Ausnahmefällen ist eine oberflächliche Rückgabe von abgekühltem Wasser möglich.

Die Lagen der Entnahme- und Rückgabestellen einer Anlage sind so zu wählen, dass keine Kurzschlussströmung auftritt.

Das genutzte Wasser muss chemisch unverändert zurückgeleitet werden.

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Verschiedene Energiekonzepte für warme und kalte Wärmenetze

Seewasserentnahme aus dem Bodensee

Entnahme

Die Entnahmetiefe ist nutzungsabhängig zwischen 0 bis 40 Meter frei wahlbar.

Rückgabe

a) Mit Rucksicht auf die Schichtungsverhältnisse ist die Rückgabetiefe des thermisch genutzten Wassers so zu wählen, dass die Einschichtung in einem Bereich zwischen 20 bis 40 Meter Wassertiefe erfolgt.

b) Die Rückgabetemperatur des thermisch genutzten Wassers darf höchstens 20°C betragen.

c) Die Temperaturänderung außerhalb der Mischungszone muss kleiner 1°C sein.

Als Mischungszone gilt ein Bereich von 20 mal 20 Meter horizontaler und 10 Meter vertikaler Ausdehnung (Mindestanforderungen an die Anlagen. welche Wärmeenergie aus Seen nutzen ).

Die Mindestanforderungen an die Anlagen gelten für den Obersee. Sie sind bei allen Betriebszuständen der Anlage einzuhalten.

Die Zulässigkeit thermischer Nutzungen am,Untersee und am Seerhein ivgl. Abbilduna).

Dieser Zug fährt ohne externes Nachladen

Dieser E-Zug fährt ohne externes Nachladen.

Der vollbeladene Zug passiert auf seinem 600 Km langem Schienennetz mehrere Gefälle. Auf diesen Streckenabschnitten erzeugen die Bremsen so viel Reibung, dass durch die Rekuperation genügend Energie gespeichert wird, um den Rückweg im unbeladenen Zustand ohne zusätzlichen Strom zurückzulegen.

Eisen -Luft-Batterie mit Riesenpotenzial

Eisen-Luft-Batterie mit Riesenpotenzial

Die Eisen-Luft-Batterie besteht im Wesentlichen aus einer Luft- und einer Eisen-Elektrode. Beim Entladen reagiert das Eisen zu verschiedenen Eisenoxiden und -hydroxiden. Beim Laden wird eine entgegengesetzte Spannung angelegt, wodurch die Eisenoxide und -hydroxide wieder zu metallischem Eisen zurückgebildet werden.

Mini-Windrad effizienter als Photovoltaik ?

Mini-Windrad effizienter als Photovoltaik?

Laut Hersteller erzeugt die Turbine so viel Leistung wie bis zu 16 Solarmodule und benötigt aber nur etwa 10 Prozent der Dachfläche, die Photovoltaik benötigen würde.

Vibro-Trucks für geologische Untersuchungen

Vibro-Trucks für geologische Untersuchungen

Rüttelfahrzeuge (Vibro-Trucks) erzeugen mit Rüttelplatten gezielte Schallwellen, die in den Boden geleitet werden. Schallsonden (Geophone) nehmen die reflektierten Schallwellen aus verschiedenen Tiefen auf.

Aus den Messdaten erstellen Geowissenschaftler ein detailliertes Bild des Erdaufbaus – ähnlich einer Ultraschallaufnahme.

So werden geeignete Stellen für Geothermie Bohrungen und das Auffinden von heißem Tiefenwasser identifiziert.

Konzentrierende Photovoltaik

CPV-PV-Module

PV-Module mit integrierten Linsen sind eine spezielle Form der Photovoltaik, bei der optische Linsensysteme – meist Fresnellinsen oder andere Sammeloptiken – direkt im Modul integriert werden, um das einfallende Sonnenlicht auf kleine, hocheffiziente Solarzellen zu konzentrieren. Diese Technologie wird als konzentrierende Photovoltaik (CPV) bezeichnet.

Durch die Konzentration des Lichts und den Einsatz von Mehrfachsolarzellen (z. B. aus III-V-Halbleitern) können Wirkungsgrade von über 40 % erreicht werden.

Höchstes Windrad der Welt

Höchste Windkraftanlage der Welt

In Schipkau entsteht das höchste Windrad der Welt. Es erreicht eine Nabenhöhe von 300 Metern und misst mit den Rotorblättern insgesamt 365m.

Frachtschiff fährt auch mit Solarstrom

Frachter fährt auch mit Solarstrom

Der Frachter Blue Marlin ist das erste Binnenschiff, das mit einer vollständig integrierten Photovoltaik-Anlage direkt für den elektrischen Hauptantrieb ausgestattet wurde. Das Schiff verfügt über 192 Solarmodule, die unter optimalen Bedingungen bis zu 35 Kilowatt Leistung erzeugen. Diese Energie wird nicht nur für Bordsysteme, sondern direkt für den elektrischen Antrieb verwendet. Bei idealen Bedingungen – zum Beispiel leichter Beladung und Fahrt mit der Strömung – kann der Frachter zeitweise ausschließlich mit Solarstrom fahren.5m.

Mit Solarenergie erzeugter Treibstoff für Flugzeuge

Swiss International Air Lines (SWISS) hat als weltweit erste Fluggesellschaft, Solartreibstoff des Schweizer Cleantech-Unternehmen Synhelion in ihrem regulären Flugbetrieb integriert.

Mit Solarenergie über ein Heliostatenfeld wird mit einer Prozesswärme um 1500°C ein Eingangsgas aus CO2 und Wasserdampf (H2O) erhitzt, dass dann an einem Reaktormodulthermolytisch in Synthesegas aufgespalten wird, in eine Mischung aus Wasserstoffgas (H2) und Kohlenmonoxid (CO). Dieses Gas wird mit dem Standart-Fischer-Tropsch-Verfahren zu synthetischem Rohöl verarbeitet, genannt Syncude

Dieses Zwischenprodukt wird dann in einer konventionellen Ölraffinerie zu zertifizierten Treibstoffen wie Kerosin, Benzin oder Diesel verarbeitet.

Thermische Desinfektion von verunreinigtem Wasser

Nicht nur der Zugang zu Wasser, sondern auch die Sauberkeit des Wassers ist wichtig. Verunreinigtes Trinkwasser stellt in vielen Ländern ein großes Problem für die Gesundheit der Bevölkerung dar. Das Abkochen von Wasser ist dabei die am weitesten verbreitete Methode, um gesundheitsschädliche Keime und Krankheitserreger abzutöten. Das Abkochen über Feuer ist jedoch häufig mit hohen Energiekosten sowie Umwelt- und Gesundheitsschäden durch Abholzung und Rauchentwicklung verbunden.

SoWaDi ist ein Konzept zur solarthermischen Wasserdesinfektion von Ingenieure ohne Grenzen. Ausgehend von in Zisternen oder auf andere Art zur Verfügung stehenden verunreinigtem Wasser, soll durch die Anlage mittels solarthermischen Erhitzens die mikrobiologische Belastung des Wassers reduziert werden.

Hybrider Netzbooster

In einem Forschungsvorhaben hat Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW gemeinsam mit Forschungspartnern den Einsatz von Batterien und Wasserstoff zum Speichern überschüssigen Stroms erfolgreich getestet. Ziel des Projektes HydrogREen ist, damit Abregelungen erneuerbarer Energienanlagen (Redispatch) zu verringern.

Sie entwickelten einen hybriden Netzbooster, um das Stromnetz bei hoher Auslastung und bei schwankenden erneuerbaren Energien zu stabilisieren. Die innovative Kombination besteht aus Batteriespeicher und wasserstofffähiger Gasturbine.

Osmosekraftwerk

Osmosekraftwerk – Energie aus Salz und Süßwasser

Ein Osmosekraftwerk nutzt den natürlichen Prozess des Konzentrationsausgleichs, um umweltfreundlichen Strom zu erzeugen.

Ein Osmosekraftwerk gewinnt Energie aus dem Unterschied im Salzgehalt zweier Wasserarten – meist Flusswasser (Süßwasser) und Meerwasser (Salzwasser). Durch eine spezielle semipermeable Membran strömt Süßwasser in das Salzwasser. Dabei entsteht Druck, der eine Turbine antreibt und Strom erzeugt.