Imagination at work
Flexible Fahrweise von BHKW – Status Quo und zukünftige EntwicklungenBiogas Spezialberater/-innen – Modul ErfahrungsaustauschLinz, 13. - 14. Okt. 2014
2 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
4 Baureihen
• Elektrische Leistung von 250 – 330kW
• 8 Zylinder• 1,500U/min
(50Hz) / 1,800U/min (60Hz)
• über 1.000 Motoren geliefert
• Seit 1976 im Produktprogramm
• Elektrische Leistung von 900 - 1500 kW
• 12/16/20 Zylinder 1,500U/min (50Hz) / 1,800U/min (60Hz)
• über 2.000 Motoren geliefert
• Seit 2002 im Produktprogramm
• Elektrische Leistung von 1800 - 4400kW
• 12/16/20/24 Zylinder
• 1,500U/min (50Hz)
• über 3.000 Motoren geliefert
• Seit 1989 im Produktprogramm
BR
• Elektrische Leistung von 500 – 1000 kW
• 12/16/20 Zylinder• 1,500U/min
(50Hz) / 1,800U/min (60Hz)
• über 7.500 Motoren geliefert
• Seit 1988 im Produktprogramm
2 BR 3 BR 4 BR 6
Copyright 2012, General Electric Company
3 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
GE Jenbacher Produkte
- 4 Baureihen- 11 Motoren- 190 Versionen
4 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Beispiel Biogas Gosdorf J312GS Herausragende Verfügbarkeit
• Erreichte 8.740 Bh von 8.760 möglichen Betriebsstunden (2005)
• 99.8% Verfügbarkeit bei Biogas
• Flottendurchschnitt 98+% Verfügbarkeit bei Biogas (~500 Anlagen)
1% Punkt Verfügbarkeit ~ 1%Pkt Eta_el~8.000€/a
500kWe/EEG 16c/kWhel/8500Bh/a
5 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Wichtige KriterienOptimierte Regelung und Kommunikation (Schnittstellen) sind der “enabler” für verbesserte
-Performance
-Bedienbarkeit
-Verfügbarkeit
Höher verfügbare Anlagen werden vom Poolbetreiber „belohnt“ und bevorzugt
angefragt
->mehr Ertrag
6 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
GE Jenbacher Produktentwicklung
Wirkungsgradoptimierungam Beispiel der BR 6
7 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Effizienz• Elektrischer
Wirkungsgrad
• Thermischer Wirkungsgrad
• Gesamt-Wirkungsgrad
Investitionskosten• Invest
Betriebskosten• Betriebs- und Wartungskosten
• Instandhaltungskosten
Gas Motor
Optimierte Verbrennung• Klopffestigkeit(Miller-Steuerzeiten)
• Abmagerbarkeit
• NOx Emissionen
Erhöhte spezifische Leistung
• Erhöhter Wirkungsgrad
• Reduzierte spezifische Kosten
Produktflexibilität• Umgebungstemperatur
• Aufstellungshöhe
• Feuchtigkeit
Kunden-/Produktanforderungen
Copyright 2012, General Electric Company
8 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
BMEP / Efficiency – Type 6Spezifische Leistung/Wirkungsgrad BR 6
• spezifische Leistungssteigerung >100% in 20+ Jahren • Wirkungsgradsteigerung ~30%rel in 20+ Jahren
9 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Primary (PRL)Secondary (SRL) Tertiary (SRL)
Regelenergiemarkt (DEU)
PrimärRL (PRL)
SekundärRL (SRL)
MinutenRL (MRL)
Zeit/min Leistung
30sec/1MW 5min/5MWe1st MWe <30sec
15min/15MW
Aktivierung automatisch (∆f)
elektronisch (Bus)
telefonisch
Pooling Ja Ja Ja
Auktion wöchent./1 Tarif
wöchentl./4 Tarife
täglich/ 12 Tarife
Verfügbarkeit 100% 100% 100%
Ziel-Segment
10 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Kriterien Regelenergiemarkt
• Teillastbereich• Teillastwirkungsgrad• Startzuverlässigkeit• Last Rampe• Kommunikations-Schnittstellen• ………
11 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Kriterien Regelenergiemarkt
Teillast- Risiko• Brennraumverschmutzung• Teillastwirkungsgrad• Kondensationsgefahr
Start/Stopp- Risiko• Startzuverlässigkeit• Verschleiß• Kondensationsgefahr
12 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
TeillastbetriebBrennraumverschmutzung
Risiko• Ölverbrauch• Ablagerungen/
Verschleiß• Emissionen
Abhilfe• Schabering• eingeschränkter
Teillastbetrieb• Erweiterter Regelbereich
J312
D225
J312
D25
J412
B250
100200300400500600700800900
Unlimitierter Betrieb
eingschränk-ter Betrieb
Mindestlast
Ele
ktr
. Leis
tun
g [
kW
e]
13 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Wirkungsgrad – Teillast/Volllast
J420
Elektrische Wirkungsgradeinbuße im Teillast kann zT. durch höheren therm. Wirkungsgrad kompensiert werden
14 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Abgas-Kondensation (Biogas)
0 10 20 30 5040
70
50
90
130
150
170
110
Säurekonzentration im Abgas [mg SO x/m³]
Säu
reta
up
un
kt
[°C
]
≈ 100 ppm H2S im Treibgas
(Hu = 6,5 kWh/Nm³)
Abgasabkühlung auf > 180°C empfohlen!
Erhöhte Kondensationsgefahr im Teillastbetrieb & Start/Stop Zyklus
15 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Typische Startzeiten
Vorschmierung60sec
Start/ZündungGasventil auf~12-15sec
0
25
50
75
100
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
SpeedPower
Nen
ndre
hza
hl
~25se
c
Syn
chro
nis
ieru
ng
~20se
cStandard Lastrampe
180sec
Startzyklus BR 3/4 = ~4 Minuten (vorgewärmter Motor)
Startzyklus BR 6 = 5 Minuten (vorgewärmter Motor)
16 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
CH4-Signal/Startverhalten
Heizwertänderung/Startverhalten
Spülleitung zur Fackel, Boiler oder Gasspeicher
Gasregelstrecke
CH4
Gasspeicher
DIA.NE®
XT3:
4 Gasarten
Signal für Gasartenumschaltung bzw. Interpolation
17 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Anforderungen an BHKW
- Kommunikation/Schnittstellen
- Regelzeit 30 Sek. PRL- Regelzeit <5min. SRL- schnelle Lastrampen für
PRL- sicheres Startverhalten -
SRL- optimaler Wirkungsgrad im
Teillastbereich- Wartungsplan 14 Tage im
Voraus- Notkühlung- Pmin <40% für Regelleistung- Wärmegeführt
Stromgeführt
18 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Zusammenfassung• Gasmotoren sind für Volllast im Dauerbetrieb
optimiert
• 50 -100% Teillast ist ohne Einschränkungen möglich
• Regelenergiebetrieb ist eine neue Herausforderung• Niedrige Lastpunkte oder häufiger Start/Stopp Zyklen können
die Wartungskosten erhöhen• Verschärfte Anforderungen hinsichtlich Startzuverlässigkeit
und Lastrampe realisierbar
• Weitere Erfahrungen und Untersuchungen im Regelenergiebetrieb sind erforderlich• Einfluss erweiterter Teillastbetrieb• Start/Stopp Zyklus• Kommunikations-Schnittstellen
19 /GE Jenbacher / Regelenergie
13.-14. Okt. 2014Copyright 2014, General Electric Company
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Top Related