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Dr.-Ing. Thomas Schnepf

Erneuerbare Energien Renewable Energies bei den by Stadtwerke Karlsruhe (SWK).

kathie
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Dr.-Ing. Thomas Schnepf

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Presentation Transcript

  1. Erneuerbare Energien Renewable Energies bei den by Stadtwerke Karlsruhe (SWK) Inhalt: Contents- Beschaffungsstruktur SWK Energy Structure- Regenerative Anlagen in KA Renewable Power Plants- Die Solarparks Solar Power Parks- Zukunftsoptionen Options for the Future Dr.-Ing. Thomas Schnepf

  2. RheinhafenPublic Harbourindependent business division KVVHKarlsruher Versorgungs-,Verkehrs- und Hafen GmbH (Holding) shareholding: 100 % City of Karlsruhe VBKVerkehrsbetriebeKarlsruhe GmbHPublic Transport shareholding:100 % KVVH GmbH StadtwerkeKarlsruhe GmbHpower, natural gas, District-Heating, water shareholding:80 % KVVH GmbH20 % EnBW AG Kommunale Dienstleistungsgruppe Municipal Service Group Planungs- und Baugesellschaftenplanning and building companies • KBG - Karlsruher Bädergesellschaft mbH Company for Public-Swimming-Pools • shareholding: 100 % KVVH GmbH • KASIG - Karlsruher Schienen-Infrastruktur-Ges.Company for Public-Transport-Installations shareholding: 100 % KVVH GmbH

  3. Stadtwerke Karlsruhe GmbHStrom, Erdgas, Wärme, Trinkwasser(Power, Natural Gas, District-Heating, Water) KES – Karlsruher Energie-service GmbH TelemaxX Telekom-munikations GmbH SWK-Regenerativ-Verwaltungs-GmbH Stadtwerke Karlsruhe Netze GmbH PS Project Systems GmbH & Co. KG Die Stadtwerke Karlsruhe und wichtige Beteiligungen /Stadtwerke Karlsruhe and its shareholding 100% 100% 50% 42% 40% Company for landfill gas usage Company for Heating-Stations Company for Solar-Power

  4. Strommix (Zahlen jährlich schwankend)Power generation mix (numbers fluctuate annually) Sonstige EEother renewables Kernenergienuclear power EEG-Anlagen (in KA rd. 1,5 %)renewable energyproduction according to the EEG Sonst. Fossilother fossil fuels Erdgasnatural gas Kohlecoal Deutschland (Germany) In Karlsruhe: rd. 1.600 GWh

  5. Regenerative Energieerzeugungsanlagen in KarlsruheRenewable energy installations (overview) about 1.500 solar heating systems (SWK promotional program) Über 1000 Photovoltaik-Anlagen (solar power systems)- 1999 first solar roof installation with public participation, 50 kW - Solarpark I, 840 kW, 10 installations - Solarpark II, 540 kW, 6 installations- Solarpark III, ca. 1400 kW, 9 installations - 1997 Center for Communication (ZKM), 100 kW, (Gleichstrom für Straßenbahn – coflow for trams)Deponiegasverwertung-West (landfill gas usage, disposal area West)- 2 BHKWs, je 375 kWel (combined heat and power station and waste heat usage in tram depot) Deponie Ost (disposal area East)- landfill gas and biogas utilization- waste wood boiler - waste heat usage in a residential area ZKM installation(Center for Communication) 2 hydro power installations - Appenmühle, max. 40 kW - Obermühle, max. 45 kW 5 wind mills - Hofgut Maxau, 110 kW - Deponie West, 2 *750 kW, 1*1.500 kW - School, very small wind mill about 150 heat pumps(SWK promotional program)

  6. Erneuerbare Energien: PV – AnlagenRenewable energies: Solar power systems

  7. Meilenstein: 10 Jahre Karlsruher Sonnendach Milestone: 10 years Karlsruher sun roof • 1999 erste große Bürger- Solarbeteilungsanlagein Deutschland (first solar power plant with public participation in Germany on the roof of the headquarters of Stadtwerke Karlsruhe) • 150 Karlsruher Solarpioniere beteiligen sich (150 solar pioneers from KA participate)

  8. 2011 • Oberwaldschule Durlach • Fichte Gymnasium • Otto-Hahn-Gymnasium Meilenstein (Milestone): Die Gewinnerschulen einer 3 kW PV-AnlageThe winners of a 3 kW solar energy plant: „SUNIN SCHOOLS“ 1999 • Heinrich-Hertz-Schule • GHS Grötzingen • St. Dominikus Gymnasium 2003 • Europäische Schule • Grundschule Wolfartsweier • Carl-Engler-Schule 2007/2008 • Adam-Remmele-Schule • Schulzentrum Neureut • Goethe-Gymnasium

  9. Meilenstein: Deutschlands schönste PV-Anlage Milestone: Germany‘s most beautiful solar energy plant Solarsegel,nachgeführt 3 x 5,25 kW Ertrag: ca. + 20 % solar sails with autotracking, 3 x 5,25 kW, energy surplus about 20 %

  10. Meilenstein: Photovoltaik-Initiative 2005Milestone: Solar energy initiative 2005 • PV-PRIVAT kleine PV-Anlagen zum Festpreis (small solar energy plants at a fixed price) • PV-GEWERBE Individuallösungen PV-PROFI Beratung, Planung, Ausschreibung, Bau (individual solutions, consulting, planning, bid invitation, construction) • PV-MEGA • Bau und Betrieb großer PV-Anlagen ( 20 bis >100 kW) (construction and operation of large solar energy plants) • Bürger-Beteiligungsanlagen für Privatleute und Instititionen (solar energy plants with public participation) • Stadtwerke als Bauherr, Verkauf der Anlagen an Beteiligungsgesellschaften (Stadtwerke as builder, sale of the solar power plants to the investment company) • Attraktive Rendite (attractive rate of return)

  11. Die Struktur der ProjektgesellschaftenStructure of the investment companies SWK-Regenerativ-GmbH & Co. KG – Solarpark N Die Kommanditisten/ Gesellschafter (partners with limited liability / shareholders) Die Komplementärin (company with limited liability) SWK-Regenerativ-Verwaltungs-GmbH Haftung (liability) Geschäftsführung (management) Anleger mit x Anteilen á 2.000,- € Investor with x shares at 2.000,- € each 100% Stadtwerke Karlsruhe GmbH

  12. Die Solarparks / Solar parks Beim Solarpark III: max. 100.000 € je GesellschafterSolar park III: maximum investment of 100.000 € per shareholder

  13. Solarpark I: Deponie West 432 kW Cadmiumtellurid-Dünnschichtzellen (5.184 m²) (thin film photovoltaic modules)

  14. Solarpark I : VBK-Betriebshof West (3 Teilanlagen) Public transit authority (3 sections) 64 kW, Cadmiumtellurid-Dünnschichtzellen / thin film photovoltaic modules (737 m²) 45 kW, micro­amorphe Tandem-Silizium-Dünnschicht-Module / thin film PV modules (557 m²)

  15. SWK-Regenerativ-GmbH & Co. KG – Solarpark II GHS Grötzingen, 44 kW, polykristalline Module School building in Grötzingen, 44 kW, polycrystalline solar modules VBK Ost / Public transit authority, Links/left: Wartungshalle, 66 kW, polykristalline Module Rechts/right: Abstellhalle, 175 kW, Cadmiumtellurid- Dünnschichtzellen / thin film solar modules

  16. Anlagenstandort Parkdeck Stadtwerke KarlsruheLocation on car park of Stadtwerke Karlsruhe Leistung/capacity: 56 kW Solyndra-Dünnschichtmodule Thin film solar modules (Solyndra) Leistung/capacity: 64 kW First-Solar-Dünnschichtmodule Thin film solar modules (First Solar)

  17. Anlagenstandort Schulzentrum NeureutLocation on the school centre in Neureut Inbetriebnahme/initial operation Dezember 2009 Teilanlage/section 1: Solyndra-Module Leistung/capacity: 11 kW, finanziert durch „Sonne in der Schule“ und NatuRplus(financed through „Sun in schools“ and NatuRplus Erste Anlage des Solarpark III, Teilanlage 2 (first installation of the solar park III, section 2):Leistung: 33 kW, First-Solar-Dünnschichtmodule, LeichtbausystemCapacity: 33 kW, thin film solar modules (First Solar), light weight construction

  18. Anlagenstandort AVG-Güterhalle BusenbachLocation merchandise storage of AVG in Busenbach Leistung/capacity: 246 kW Schüco Dünnschichtmodule, Leichtbausystemthin film modules (Schüco), light weight construction Dezember 2010:erschwerte Arbeitsbedingungen Difficult conditions of work at the construction site.

  19. Anlagenstandort KulissenlagerLocation Kulissenlager (scenery storage of theatre) Leistung/capacity: 288 kW Hyundai polykristalline Solarmodule, Leichtbausystempolycrystalline solar modules (Hyundai), light weight construction

  20. Großmarkt Karlsruhe: Importhalle 200 kWLocation central market, Karlsruhe: 200 kW

  21. Weitere AnlagenstandorteOther locations AVG-Abstellhalle Freudenstadt: Leistung/capacity 130 kW Yinglisolar monokristalline Module Fuhrparkhalle Amt für Abfallwirtschaft / car park of the public waste management authority: Leistung/capacity 250 kW

  22. Entwicklung der Photovoltaik in KarlsruheDevelopment of solar power installations Capacity installed: about 18 MW Number of installations: rd. 1.000

  23. Monitoring on the Internet www.karlsruher-sonnendaecher.de

  24. Energieerzeugung aus Wasserkraft: Die Appenmühle Hydro power installation: Appenmühle Fischtreppe am Thomaswehr • Wiederinbetriebnahme: Frühjahr 2000 • new start of operation: spring 2000 • Max. Turbinenleistung / turbine efficiency: 40 kW • Baukosten / costs: ca. 446.000 Euro (incl. Renaturierungsmaßnahmen / land recultivation) • Turbine: Francis-Schacht • Erzeugung / Output 200.000 kWh/a • Fallhöhe / height of drop: 2,8 m • Max. Wassermenge / amount of water 1,8 m³/s • Generator: Drehstrom-asynchron / • three phase current - asynchronous

  25. Windkraft: Vom Müllberg zum Energieberg Wind power: „from a disposal area to an energy hill“ • Hofgut Maxau 110 kW el • Inital operation April 1997 • Manufactuerer: Seewind 20/110 • Rotor diameter 20 m • Size of mast 35 m • WKA III 1,5 MW el. • Initial operation April 2002 • Manufacturer: Fuhrländer MD 77 • Rotor diameter 77 m • Size of mast 85 m • Capacity 1,5 MWel • Cut-in-windspeed 3,0 m/s • Effective power at 11,0 m/s • shutdown at 20,0 m/s • Total weight 256 t • Costs 2 Mio Euro • WKA I & II 750 kW el • Initial operation Dez. 99 / Juli 2000 • Manufacturer: Seewind 52/750 • Rotor diameter 52 m • Size of mast 65 and 74 m • Cost 850.000 € each

  26. Energieerzeugung aus DeponiegasEnergy production from landfill gas

  27. Deponie West (Müllberg = Energieberg)Disposal Area West (= „energy hill“) • 2 Gasmotoren je 375 kW el. • 2 gas engines, 375 kW el.each • about 6 Mio. kWh/a • electric production per Year • about 3 Mio. kWh/a • heat production per Year • CO2 reduction 10.000 t per year

  28. Disposal Area East: 1 BHKW 375 kW el., 300 kW th. 1 Holzkessel 700 kW th. 1 combined heat and power station: 375 kW electric power, 300 kW heat 1 wood boiler: 700 kW heat

  29. Energieerzeugung aus ErdwärmeGeothermal energy production Quo Vadis ????............. …………………….oder aller Anfang ist schwer …………………….(or all beginnings are difficult)

  30. KWK-Anlagen in KarlsruheCombined heat and power generation in Karlsruhe • Ca. 100 customer installations Mostly Dachs-Systems with 5,5 kWel total capacity about 1 MWel estimated power production about 3 Mio. kWh/a • Larger combined heat and power generators at KES (common heat supply company of SWK and VoWo) about 6 stations, capacity 50 to 450 kWel) estimated power production about 5 Mio. kWh/a • HKW West: 37 MW electric power, ca. 20 Mio. kWh heat • New installation at Stora Enso 45 MW, about 200-300 Mio. kWh

  31. Struktur of the distrikt heating system in KarlsruhePower plants and Heating-centrals

  32. „Zwei Kraftwerke an einem Strang“ „ Two Power plants at one Pipe“ 1992 ff: Bau der Fernwärme-Transportleitung vom HKW-West zum RDK der EnBW Stilllegung der Kessel 1 + 4 im HKW West

  33. „Zwei Kraftwerke an einem Strang“ 1992 ff: Bau der Fernwärme-Transportleitung vom HKW-West zum RDK der EnBW Stilllegung der Kessel 1 + 4 im HKW West

  34. Neue Fernwärmegebiete durch 3. Hauptleitung Construction of a new third main pipe Ausbaukonzept bis 2020: Durch den Bau der Dritten Hauptleitung können südlich gelegene Stadtteile, wie beispielsweise Oberreut und Rüppurr, erschlossen werden

  35. Abwärmenutzung aus einer Raffinerie für die Fernwärme in KarlsruheWaste heat utilization for district heating from a refinery in karlsruhe Ein gemeinsames Projekt der Project cooperation by • Mineralölraffinerie Oberrhein • (Grösste Raffinerie in Deutschland) • - Stadtwerke Karlsruhe GmbH • Mit Unterstützung des / Supported by

  36. Zukünftiger Einsatz der FW-ErzeugungsanlagenFuture applications of combined heat and power generators (Prognose / Forecast) Available heat potential for cooling using absorption refrigeration MiRO Stufe 1 MiRO Stufe 2 RDK 7 u. 8 HKW West Wärmebedarf

  37. Optionen für die zukünftige EnergiebeschaffungOptions for future energy supply • Development of district heating - Increase number of cooling devices using district heat - Optimization of district heat supply • Development of decentralized combined heat and power generation • Development of renewable energies - Development of solar power in Karlsruhe (and the region) • Installation of wind millsIn Karlsruhe: potentially < 10 MW In the region: about 100 MW SWK goals: Diversification  distribution of risks - Participation at local wind mills: ca. 25 MW until 2020 Offshore: ca. 25 MW until 2020 - Development of hydro power ?? Participation at hydro power installations in the region  Problem: Acceptance, ecological issues ????

  38. Entwicklung der StrombeschaffungsstrukturDevelopment of electric power supply % Power MW / % MWh per year

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