Разумное использование энергии реки Лан
Она должна быть введена в эксплуатацию в конце июня 2026 года: первая станция iKWK компании Stadtwerke Gießen. Аббревиатура iKWK расшифровывается как инновационная комбинированная выработка тепла и электроэнергии. Речь идет об эффективной и климатически безопасной системе выработки энергии, которая субсидируется государством.
Пояснительный фильм о проекте PowerLahn
Как можно использовать реку Лан в Гиссене в качестве источника тепла? Что на самом деле означает iKWK? И как PowerLahn способствует энергетическому переходу в Гиссене? На эти вопросы отвечает пояснительный фильм "PowerLahn" с ведущим Вилли Вайтцелем. Он дает представление об этом новаторском проекте и объясняет технологию, лежащую в основе этой системы. Узнайте, как большие тепловые насосы, теплоэлектроцентрали и модуль "энергия в тепло" используют энергию реки Лан для производства тепла для примерно 3 900 домов.
Компоненты системы iKWK в SWG
Система iKWK компании Stadtwerke Gießen состоит из
- трех тепловых насосов (i-компонент)
- двух теплоэлектроцентралей (ТЭЦ)
- теплоэлектроцентраль (P2H).
Все три компонента соединены общей системой управления и контрольно-измерительных приборов и общей тепловой сетью (см. схему). Кроме того, на крыше энергоцентра на реке Лан планируется установить фотоэлектрическую систему для питания самого теплового насоса.
В настоящее время в Германии существует лишь несколько сопоставимых систем iKWK, включающих в себя большой тепловой насос в качестве компонента.
Использование теплых вод реки Лан
Три больших тепловых насоса на Шлахтхофштрассе извлекают тепловую энергию из реки Лан. Для этого насосы забирают воду из реки и используют ее тепло. При прохождении речной воды через тепловые насосы вода охлаждается, из нее извлекается тепловая энергия, а затем она возвращается в Лан. Полученная энергия через тепловые насосы поступает в сеть централизованного теплоснабжения. Таким образом, большие тепловые насосы вносят свой вклад в производство энергии, не наносящей ущерба климату.
Экологически безопасное использование воды
Вся вода после термического использования возвращается в Лан, т.е. потери воды отсутствуют. При этом извлекается только тепло. Весь процесс не несет никаких материальных или химических потерь. Напротив: при возвращении в Лан речная вода гидравлически и термически перемешивается до такой степени, что для воды в целом можно ожидать лишь минимальных температурных различий.
Факты, цифры и данные
| Тепловая мощность | 2 x 4,726 кВтч |
| Электрическая мощность | 2 x 4,507 кВтэл |
| Гарантированное время работы | сентябрь-апрель |
| Производство тепла | 49,995 МВтч |
| Выработка электроэнергии | 46,934 МВтч |
| Обеспечение домов (тепло) | около 6 800 |
| Средние домохозяйства (электричество) | около 21 300 |
| Экономия CO2 (по сравнению с турбинной системой) | 2,736 тонн CO2/год |
Эффективная генерация энергии
Помимо больших тепловых насосов, проект PowerLahn включает в себя две когенерационные установки мощностью 4,5 мегаватта каждая и теплофикационный модуль мощностью 3 мегаватта. Когенерационные установки высокоэффективно вырабатывают тепло и электроэнергию по принципу комбинированной выработки тепла и электроэнергии (ТЭЦ). Теплофикационный модуль преобразует электричество в тепло и используется при избытке электричества, которое не может быть использовано.
Оба компонента (ТЭЦ и модуль P2H) будут установлены на площадке теплоэлектростанции в Лейхгестернер-Вег. Они заменят старые газовые турбины компании HKW Gießen GmbH.
Взаимодействие компонентов в течение года
Большие тепловые насосы не используются в холодные зимние месяцы. В это время две когенерационные установки в основном покрывают повышенный спрос на электричество и тепло в зимний период. Благодаря использованию комбинированной выработки тепла и электроэнергии достигается общий КПД около 95 %.
Большие тепловые насосы работают в теплые месяцы (с апреля по октябрь). В это время они заменяют соседние генерирующие станции в зоне снабжения. Если возникает избыток электроэнергии, который не может быть использован, система "энергия в тепло" оказывает поддержку и преобразует избыток электроэнергии в тепло. Летом фотоэлектрическая система также вырабатывает электроэнергию, которая эффективно используется для работы больших тепловых насосов.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
На участке Leihgesterner Weg уже начались работы по переоборудованию. Строительство энергетического центра на Шлахтхофштрассе запланировано на конец лета 2024 года.
Строительство энергетического центра и сооружений на входе и выходе планируется завершить к июню 2026 года.
Систему iKWK планируется ввести в эксплуатацию к середине 2026 года.
Общий объем инвестиций в проект составляет около 30 миллионов евро.
Механизм субсидирования основан на работе станции. Субсидия iKWK субсидирует количество электроэнергии, подаваемой в сеть когенерационной установкой в течение максимум 3 500 часов полной загрузки в год.
Впускная и выпускная конструкции будут построены непосредственно на берегу напротив технического центра (со стороны Шлахтхофштрассе). Оба сооружения спроектированы таким образом, чтобы их можно было возвести с минимальным вмешательством и впоследствии восстановить естественную среду.
Работа тепловых насосов зависит от уровня температуры в Лане. Это обусловлено как техническими, так и разрешительными причинами. В настоящее время мы можем гарантировать непрерывную работу системы с апреля по октябрь.
Эксплуатация может быть продлена дольше указанного времени.
При проектировании системы были учтены многолетние данные о температуре воды в реке Лан. Минимально возможная температура воды на входе в систему со стороны реки составляет 5 градусов Цельсия.
Средний расход воды в реке Лан (в зависимости от времени года) составляет от 9,7 м³/с до 48,6 м³/с (кубических метров в секунду). Во время работы станции фактически забирается около 0,3 м³/с.
Извлеченная вода охлаждается примерно на 3-5 Кельвинов. Таким образом, общее охлаждение воды в точке сброса составляет менее 0,5 Кельвина.
Модуль преобразования энергии в тепловую служит для улучшения интеграции возобновляемых источников энергии путем объединения секторов. В частности, в периоды, когда высокая выработка электроэнергии из возобновляемых источников энергии соответствует низкому спросу на электроэнергию, системы преобразования энергии в тепловую используются для выработки тепла из электроэнергии, предотвращая тем самым прекращение работы возобновляемых генераторов.
Фотоэлектрическая система мощностью около 52 кВт/час (пиковый киловатт) будет установлена на крыше энергетического центра и покроет часть общей потребности в электроэнергии.