Title: Intergrationskonzepte innovativer Technologien in industriellen Energiesystemen
Other Titles: Integration concepts of innovative technologies in industrial energy systems
Language: Deutsch
Authors: Etzl, Klaus 
Qualification level: Diploma
Advisor: Hofmann, Rene 
Issue Date: 2019
Number of Pages: 200
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Zur Einschränkung der globalen Erwärmung und deren Folgen ist eine Energiewende unausweichlich. Um diese umzusetzen, ist der Einsatz erneuerbarer Energien und eine ressourcenschonende Nutzung von Energie nötig. Speziell zur Verbreitung erneuerbarer Energien sind Energiespeicher infolge von Lastund Erzeugungsfluktuationen unumgänglich. Diese Diplomarbeit zeigt mit der Anwendung innovativer Wärmespeicher eine Lösung bevorstehender Fragestellungen in der Energieversorgung. Dafür wird zuerst eine umfangreiche Literaturrecherche über die Energiesituation in verschiedenen österreichischen Industriesparten durchgeführt. Hierzu werden grundlegende Prozesse in der Industrie vorgestellt und mit aussagekräftigen Energiekennzahlen ergänzt. Aus dieser Evaluation wurden zwei Energiequellen und eine Energieabnehmer für die abschließende Berechnung des Wärmespeichers gewählt. Zum einen dienen Abwärme aus der Stromproduktion bzw. erneuerbare Energie als Energiequellen und die Sauerstoff-Entlignifizierung aus der Papierindustrie als Energieabnehmer. Als Energieeffizienzmaßnahme bei Produktionsprozessen werden in dieser Arbeit latente und sensible thermische Energiespeicher vorgestellt. Eine Recherche zum State of the Art soll, neben dem aktuellen Entwicklungsstand, deren Anwendbarkeit für Industrieprozesse zeigen. Da neben der technischen Machbarkeit auch die Kosten einer solchen Investitionen von großer Bedeutung sind, werden auch verschiedene Methoden zur Investitionsrechnung vorgestellt und bewertet. Um die Plausibilität einer Speicherintegration in der Industrie zu zeigen, wird für den Entlignifizierungsbetrieb die Installation eines kapazitiven Feststoffspeichers und zwei verschiedener Latentwärmespeicher geplant. Die Betriebskennzahlen und Dimensionierung der Speicher werden in einer MathCAD-Berechnung ausgelegt. Daraus können die Investitionskosten der Wärmespeicher ermittelt werden. Um die ökonomische Relevanz dieser Investition zu prüfen, werden die Investitionen mittels Kapitalwertmethode über die Laufzeit abgezinst und unter verschiedenen Betriebsbedingungen berechnet und verglichen. Diese Berechnungen ermöglichen Unternehmern und Investoren die Entscheidungsfindung über Investition oder Nichtinvestition.

To limit global warming and its consequences an energy revolution is absolutely essential. In order to implement an energy transition it is necessary to use renewable energies and to provide a resource saving use of energy. Therefore, energy storages are crucial in order to increase the percentage of renewable energy. This thesis is trying to develop an answer to the upcoming questions within the field of energy supply by exploring the possible application of innovative heat storages. In order to achieve this goal a comprehensive literature research of the energy situation in various Austrian branches of industry was carried out. Fundamental processes of the industry are presented and connected with recent data of available energy figures. Within this evaluation the oxygen delignification process of the pulp and paper industry was selected as an example and was used for further calculations. In addition, latent and thermal heat storages are presented: beginning with a survey of their current state of the art, which is followed by an analysis of their applicability to industrial processes. Due to the necessity of profitability of such investments various techniques of investment accounting are presented and evaluated. In order to demonstrate the efficiency of storage integration three installations of heat storages are drafted by taking into account various energy sources. Operating figures and detailed dimensioning are processed in a MathCAD calculation. The outcome of this calculation can be used to determine investment costs. To check the economic relevance of a possible investment the investment costs will be calculated over lifetime using the net present value method. These calculations are done with different operating conditions to provide entrepreneurs with an economic base in their decision-making process.
Keywords: Wärmespeicher; Latentwärmespeicher; Phasenwechselmaterial; Stromgestehungskosten; Energiekennzahlen; Wärmenutzung
thermal heat storage; latent heat storage; phase change material; levelized cost of electricity; energy indicators; heat utilization
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-125623
http://hdl.handle.net/20.500.12708/13819
Library ID: AC15383819
Organisation: E302 - Institut für Energietechnik und Thermodynamik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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