Inhalt: Contents - Beschaffungsstruktur SWK Energy Structure- Regenerative Anlagen in KA Renewable Power Plants- Die Solarparks Solar Power Parks- Zukunftsoptionen Options for the FutureDr.-Ing. Thomas Schnepf
Erneuerbare Energien Renewable Energies
bei den by
Stadtwerke Karlsruhe (SWK)
KVVHKarlsruher Versorgungs-,
Verkehrs- und Hafen GmbH (Holding)
shareholding: 100 % City of KarlsruheRheinhafen
Public Harbourindependent business division
StadtwerkeKarlsruhe GmbHpower, natural gas,District-Heating, water
shareholding:80 % KVVH GmbH20 % EnBW AG
VBKVerkehrsbetriebeKarlsruhe GmbHPublic Transport shareholding:100 % KVVH GmbH
•KBG - Karlsruher Bädergesellschaft mbH Company for Public-Swimming-Poolsshareholding: 100 % KVVH GmbH
•KASIG - Karlsruher Schienen-Infrastruktur-Ges.Company for Public-Transport-Installations shareholding: 100 % KVVH GmbH
Planungs- und Baugesellschaften planning and building companies
Kommunale Dienstleistungsgruppe Municipal Service Group
Stadtwerke Karlsruhe GmbH
Strom, Erdgas, Wärme, Trinkwasser(Power, Natural Gas, District-Heating, Water)
Die Stadtwerke Karlsruhe und wichtige Beteiligungen /Stadtwerke Karlsruhe and its shareholding
SWK-Regenerativ-Verwaltungs-
GmbH
KES – Karlsruher Energie-service GmbH
TelemaxX Telekom-
munikations GmbH
PS Project Systems
GmbH & Co. KG
50% 40%42%100%
Stadtwerke Karlsruhe
Netze GmbH
100%
Company for Heating-Stations
Company for Solar-PowerCompany for landfill gas usage
Strommix (Zahlen jährlich schwankend)Power generation mix (numbers fluctuate annually)
Kernenergienuclear power
Kohlecoal
Sonst. Fossilother fossil fuels
Erdgasnatural gas
EEG-Anlagen(in KA rd. 1,5 %)renewable energyproduction according to the EEG
Sonstige EEother renewables
In Karlsruhe: rd. 1.600 GWh Deutschland (Germany)
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
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)
ZKM installation(Center for
Communication)
Erneuerbare Energien: PV – Anlagen
Renewable energies: Solar power systems
Meilenstein: 10 Jahre Karlsruher Sonnendach Milestone: 10 years Karlsruher sun roof
• 1999 erste große Bürger- Solarbeteilungsanlage in 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)
SONNE IN DER SCHULE
Die Gewinnerschulen einer 3 kW PV-Anlage
The winners of a 3 kW solar energy plant: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
2011 Oberwaldschule Durlach Fichte Gymnasium Otto-Hahn-Gymnasium
Meilenstein (Milestone):„SUN IN SCHOOLS“
Meilenstein: Deutschlands schönste PV-Anlage Milestone: Germany‘s most beautiful solar energy plant
Solarsegel,nachgeführt3 x 5,25 kW
Ertrag: ca. + 20 %
solar sails with autotracking, 3 x 5,25 kW, energy surplus about 20 %
Meilenstein: Photovoltaik-Initiative 2005Milestone: Solar energy initiative 2005
• PV-PRIVAT kleine PV-Anlagenzum Festpreis (small solar energyplants 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)
Die Struktur der ProjektgesellschaftenStructure of the investment companies
SWK-Regenerativ-GmbH & Co. KG – Solarpark N
Stadtwerke Karlsruhe GmbH100%
Die Kommanditisten/Gesellschafter(partners with limited liability / shareholders)
Anleger mit x Anteilená 2.000,- €
SWK-Regenerativ-Verwaltungs-GmbH
Haftung (liability)Geschäftsführung (management)
Die Komplementärin(company with limited liability)
Investor with x shares at2.000,- € each
Die Solarparks / Solar parks
Solarpark Kommanditisten
Shareholders
Eigenkapital
Shareholders capital
Investitionssumme
Amount invested
Gesamtleistung
Total capacity
Inbetriebnahme
Initial operation
I 180 1,9 Mio. € 4,1 Mio. €
845 kW
10 Anlagen 2005/06
II 150 1,4 Mio. € 2,4 Mio. €
570 kW
7 Anlagen 2007/08
III 200 1,7 Mio. € 4,0 Mio. € 1330 kW 2010/11
Beim Solarpark III: max. 100.000 € je GesellschafterSolar park III: maximum investment of 100.000 € per shareholder
Solarpark I: Deponie West
432 kW Cadmiumtellurid-Dünnschichtzellen (5.184 m²)
(thin film photovoltaic modules)
Solarpark I : VBK-Betriebshof West (3 Teilanlagen) Public transit authority (3 sections)
64 kW, Cadmiumtellurid-Dünnschichtzellen / thin film photovoltaic modules (737 m²)
45 kW, micro amorphe Tandem-Silizium-Dünnschicht-Module / thin film PV modules (557 m²)
SWK-Regenerativ-GmbH & Co. KG – Solarpark II
GHS Grötzingen,
44 kW, polykristalline Module
VBK Ost / Public transit authority,
Links/left: Wartungshalle, 66 kW, polykristalline Module
Rechts/right: Abstellhalle, 175 kW, Cadmiumtellurid- Dünnschichtzellen / thin film solar modules
School building in Grötzingen,
44 kW, polycrystalline solar modules
Anlagenstandort Parkdeck Stadtwerke KarlsruheLocation on car park of Stadtwerke Karlsruhe
Leistung/capacity: 64 kWFirst-Solar-DünnschichtmoduleThin film solar modules (First Solar)
Leistung/capacity: 56 kW Solyndra-Dünnschichtmodule
Thin film solar modules (Solyndra)
Anlagenstandort Schulzentrum NeureutLocation on the school centre in Neureut
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
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
Anlagenstandort AVG-Güterhalle BusenbachLocation merchandise storage of AVG in Busenbach
Leistung/capacity: 246 kWSchüco Dünnschichtmodule, Leichtbausystemthin film modules (Schüco), light weight construction
Dezember 2010:erschwerte Arbeitsbedingungen
Difficult conditions of work at the construction site.
Anlagenstandort KulissenlagerLocation Kulissenlager (scenery storage of theatre)
Leistung/capacity: 288 kWHyundai polykristalline Solarmodule, Leichtbausystempolycrystalline solar modules (Hyundai), light weight construction
Großmarkt Karlsruhe: Importhalle 200 kWLocation central market, Karlsruhe: 200 kW
Weitere AnlagenstandorteOther locations
AVG-Abstellhalle Freudenstadt: Leistung/capacity 130 kW Yinglisolar monokristalline ModuleFuhrparkhalle
Amt für Abfallwirtschaft / car park of the public waste management authority:Leistung/capacity 250 kW
Entwicklung der Photovoltaik in KarlsruheDevelopment of solar power installations
0,00
2.000,00
4.000,00
6.000,00
8.000,00
10.000,00
12.000,00
14.000,00
16.000,00
< 2000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Jahre
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Wp
0
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900
1000
An
zah
l
kWp gesamt Anzahl gesamt
Capacity installed: about 18 MW Number of installations: rd. 1.000
Monitoring on the Internet
www.karlsruher-sonnendaecher.de
• 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
Fischtreppe am Thomaswehr
Energieerzeugung aus Wasserkraft: Die Appenmühle Hydro power installation: Appenmühle
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
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
Hofgut Maxau 110 kW el• Inital operation April 1997• Manufactuerer: Seewind 20/110• Rotor diameter 20 m• Size of mast 35 m
Windkraft: Vom Müllberg zum Energieberg Wind power: „from a disposal area to an energy hill“
Energieerzeugung aus DeponiegasEnergy production from landfill gas
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
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
Energieerzeugung aus ErdwärmeGeothermal energy productionQuo Vadis ????.............
…………………….oder aller Anfang ist schwer …………………….(or all beginnings are difficult)
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 MWelestimated 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
Folie 31
Struktur of the distrikt heating system in KarlsruhePower plants and Heating-centrals
Folie 32
1992 ff: Bau der Fernwärme-Transportleitung vom HKW-West zum RDK der EnBW
Stilllegung der Kessel 1 + 4 im HKW West
„Zwei Kraftwerke an einem Strang“„ Two Power plants at one Pipe“
Folie 33
1992 ff: Bau der Fernwärme-Transportleitung vom HKW-West zum RDK der EnBW
Stilllegung der Kessel 1 + 4 im HKW West
„Zwei Kraftwerke an einem Strang“
Folie 34
Neue Fernwärmegebiete durch 3. HauptleitungConstruction 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
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
Zukünftiger Einsatz der FW-ErzeugungsanlagenFuture applications of combined heat and power generators
(Prognose / Forecast)
0,00 MW
50,00 MW
100,00 MW
150,00 MW
200,00 MW
250,00 MW
300,00 MW
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
MiRO Stufe 1 MiRO Stufe 2 RDK 7 u. 8 HKW West Wärmebedarf
Available heat potential for cooling using
absorption refrigeration
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 mills
In Karlsruhe: potentially < 10 MW In the region: about 100 MWSWK 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 ????
Entwicklung der StrombeschaffungsstrukturDevelopment of electric power supply
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
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60,0%
70,0%
80,0%
90,0%
100,0%
Leistung Arbeit Leistung Arbeit Leistung Arbeit
2008 2012 2020
Bezug
Andere
Wind offshore
Wind onshore
Gas
Kohle
% Power MW /% MWh per year