Energiewirtschaft I Skript PDF
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HTWK Leipzig
2024
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Summary
Dieses Skript, erstellt an der HTWK Leipzig, befasst sich mit der Grundlagen der Energietechnik. Es behandelt die Einordnung der Energiewirtschaft, Energiequellen, Energieformen und deren Nutzung sowie die Energiepreisbildung. Das Dokument ist für das WS 2024/25 vorgesehen.
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**HTWK Leipzig, Fakultät Ingenieurwissenschaften** Energiewirtschaft I 1. 1. 2. 3. 2. 4. 5. 6. 7. 3. 8. 9. 10. 11. 4. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 5. 18. 19. 20. 6. 21. 22. 23. ### Konstantin ### Praxisbuch Energiewirtschaft, Springer, aktuelle Auflage ### Ströbele/Pfaffenb...
**HTWK Leipzig, Fakultät Ingenieurwissenschaften** Energiewirtschaft I 1. 1. 2. 3. 2. 4. 5. 6. 7. 3. 8. 9. 10. 11. 4. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 5. 18. 19. 20. 6. 21. 22. 23. ### Konstantin ### Praxisbuch Energiewirtschaft, Springer, aktuelle Auflage ### Ströbele/Pfaffenberger/Heuterkes Energiewirtschaft, Oldenbourg, aktuelle Auflage ### Kugeler/Phlippen ### Energietechnik, Springer, aktuelle Auflage (vsl. 2025) [Fachzeitschriften:] ### BWK (Brennstoff, Wärme, Kraft - Energiefachmagazin des VDI) Energiewirtschaftliche Tagesfragen ### Energie & Management ### Neue Energie (Magazin für Erneuerbare Energien) 1. Einführung ========== 1. Einordnung der Energiewirtschaft -------------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ Historie der Energiewirtschaft ------------------------------ +-----------------------------------------------------------------------+ | 19. 1. | +=======================================================================+ | | +-----------------------------------------------------------------------+ | | +-----------------------------------------------------------------------+ Marktakteure (Auswahl) ---------------------- -- -- -- -- 2. Energiequellen ============== 4. Energieformen und -nutzung -------------------------- +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | - | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | - - | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | - - | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | - | | | | | +=============+=============+=============+=============+=============+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ -- -- Bestands-Energieträger ---------------------- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- #### Entwicklung der Bestandsenergieträger -- --  Regenerative Energieträger -------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | | | | | | | | - - - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ Ziele, Fragen, Entwicklungen ---------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | | | | | | | | - - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ 3. Energiebilanzen =============== 8. Allgemeines ----------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - | | | | | | | | - - - | +-----------------------------------------------------------------------+  Primär- und Endenergieverbrauch, Effizienzkennzahlen ---------------------------------------------------- -- --  -- -- Import und Export ----------------- -- -- -- -- -- -- Umwelt, Klima und Beschäftigung ------------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | +=======================================================================+ | | +-----------------------------------------------------------------------+ | | +-----------------------------------------------------------------------+ | | +-----------------------------------------------------------------------+ -- --  4. Energiepreisbildung =================== 12. Grundlegende Preisbildungsmechanismen ------------------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | +=======================================================================+ | - - - - | | | | - - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - - - | | | | - - - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ Technische Bedingungen leitungsgebundener Energieträger ------------------------------------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | a. b. c. d. e. | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | a. | | | | - - - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- --  -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - | | | | → jeder Abnehmer kann zu jedem Zeitpunkt Elektroenergie, | | | | Gas und Heißwasser -- Industrie: auch Dampf -- beziehen | | | | - | +=======================================================================+ | - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ | d. | | | | - - - - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | e. | | | | - | | | | | | | | - - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- -- Tarifsysteme für Strom und Gas ------------------------------ -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- -- ### Zur Bestimmung der Stromgestehungskosten: -- -- -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ ### Vollversorgungsvertrag: +-----------------------------------------------------------------------+ | 1. 2. 3. 4. | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | 5. - - - a. | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | b. c. | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | c. - - | | | | - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | 6. | | | | | | | | 7. | +-----------------------------------------------------------------------+ Tarifsysteme für Fernwärme -------------------------- ### Gesetzliche Grundlagen: -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - | | | | | | | | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ ### Tarifmodelle: +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- -- ### Beispiel für ein FW-Preisblatt Chargenweise transportierte Energieträger ----------------------------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - - - - - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ -- -- -- -- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - | +-----------------------------------------------------------------------+ Preisvergleiche --------------- +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | - | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | - | | | | | +=============+=============+=============+=============+=============+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ -- -- 5. Wirtschaftlichkeitsanalyse von Energiesystemen ============================================== 18. Grundlagen ---------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | - - - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ +-----------------------------------------------------------------------+ | a. - - - | | | | b. - - - | +-----------------------------------------------------------------------+ Statische Verfahren ------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ Dynamische Verfahren -------------------- +-----------------------------------------------------------------------+ | - | | | | | | | | - | | | | | | | | - | +-----------------------------------------------------------------------+ 6. Energiewirtschaftliche Optimierung ================================== 21. Grundlagen ---------- -- -- +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | - - | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | - - | | | | | +=============+=============+=============+=============+=============+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ Ganglinien von Energiesystemen ------------------------------ #### Zielstellung - Ganglinien bzw. Dauerlinien dienen der Einsatzplanung/ Re- gelung bzw. Auslegung von Energieversorgungssystemen - Der Energiebedarf eines Systems -- z.B. Wärmebedarf einer Wohnsiedlung -- ist von folgenden Größen abhängig: - Darstellung des Energiebedarfs erfolgt als zeitlicher Verlauf: Tages-, Wochen-, Monats- und Jahresganglinien. - Unterscheidung zwischen [ungeordneten] und [geordneten] Ganglinien. #### Ungeordnete Ganglinie  #### Geordnete Ganglinie #### Parameter zur Auslegung eines EV-Systems - Bezug einer Einzelleistung auf die Gesamtleistung - Bezug eines Teilzeitraumes auf die Gesamtnutzungsstunden #### Ermittlung geordneter Jahresganglinien a. [Aufzeichnungen vor Ort] - Ausgangslage ist vorhandene ungeordnete Jahresganglinie - daraus graphische Entwicklung einer geordneten Jahresgangli- nie b. [Mathematische Ansätze] - Bei mangelnder Datenlage können Jahresganglinien durch ma- thematische Ansätze beschrieben werden (z.B. nach Sochin- sky, Rossander, Haerlin, Wolf und Junge^1^) - Hierbei handelt es sich um mathematische Funktionen, die eine Jahresganglinie möglichst realitätsnah abbilden sollen. - Eine zu erbringende Leistung wird als Funktion der Zeit sowie kennzeichnender Parameter angegeben: - Aus den kennzeichnenden Parametern werden weitere charak- teristische Größen formuliert: -- -- Spitzenlastberechnung für Energieumwandlungs- anlagen ----------------------------------------------------- #### Grundlagen - bei Auslegung von Energieumwandlungsanlagen häufig zwi- schen [Grundlast] und [Spitzenlast] unterschieden - Bestimmung der jeweiligen Anteile ist Optimierungsaufgabe - bei BHKW häufig erdgasbasierter Spitzenlastkessel eingesetzt - Kosten- und Einnahmebetrachtung in Anlehnung an VDI 2067 #### Herleitung der mathematischen Formeln - Integration der Spitzenlastfläche - Kosten-Einnahme-Betrachtung - Bestimmung der minimalen Kosten für opt. Spitzenlastanteil sopt - Definition der Kostenanteile in der Praxis #### Beispielrechnung:
