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.
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.
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.
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 кВт |
| Электрическая мощность | 2 x 4,507 кВт |
| Гарантированное время работы | Сентябрь - апрель |
| Производство тепла | 49,995 МВтч/год |
| Выработка электроэнергии | 46,934 МВтч/год |
| Жилые помещения (тепло) | около 6 800 |
| Поставки в квартиры (электричество) | около 21 300 |
| Экономия CO2(по сравнению с турбинной системой) | 2,736 тоннCO2/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.
Краткий отчет о ходе строительства
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.