Kategorie: Energie

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Energie Klima Nachhaltigkeit

CO2 Budget Pichl

Global stehen zum Stichtag 1.1.2020 noch 400 Gigatonnen CO2 Emissionen zur Verfügung um die Erwärmung mit 66% Wahrscheinlichkeit auf 1.5°C zu begrenzen (Quelle: IPCC AR6 WGI SPM Tabelle 2) . Die Weltbevölkerung beträgt Mitte 2022 ~ 8 Milliarden Menschen.
Daher stehen pro Kopf noch 50 Tonnen zu Verfügung. Nimmt man das Energiemosaik Portfolio vom März 2022 zu Grunde leben 2930 Menschen in Pichl, wodurch sich ein Budget von 146 500 Tonnen ergibt.
Der geschätzte CO2 Ausstoß beträgt 15620 Tonnen im Jahr, wodurch das Budget bei gleichbleibenden Emissionen Mitte 2029 aufgebraucht sein würde.

Um die Erwärmung mit 66% Wahrscheinlichkeit auf 2°C Erhitzung gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen stehen ab 1.1.2020 noch 1150 Gigatonnen CO2 zu Verfügung. Was pro Kopf 144 Tonnen sind und für Pichl 421000 Tonnen. Ohne Reduktion wäre dieses Budget 2037 aufgebraucht.





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Energie Nachhaltigkeit

Energiewende Machbarkeitsstudien

PV-Potential Studie Österreich 2020

https://www.entsoe.eu/news/2022/10/11/entso-e-vision-a-power-system-for-a-carbon-neutral-europe/

https://www.watson.ch/international/wissen/549844124-neue-studie-energiewende-benoetigt-kein-wunder-sondern-62-billionen

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Energie Nachhaltigkeit

Solarpotential KEM Mostlandl-Hausruck

Dankenswerterweise hat mir die Klima- & Energie-Modellregion Mostlandl-Hausruck die Datengrundlagen des Solarkatasters zur Verfügung gestellt.
Aus diesen Daten habe ich das PV-Potential (aller bzgl. Ausleuchtung geeigneter Dachflächen) der Gemeinden in der Klima- und Energiemodellregion ermittelt.

GemeindeSumme kWp installierbarer Leistung
Aistersheim11138.3
Bad Schallerbach25136.5
Eschenau im Hausruckkreis19819.7
Gallspach26737.0
Gaspoltshofen51458.4
Geboltskirchen25118.0
Grieskirchen44801.8
Haag am Hausruck29047.9
Heiligenberg11083.8
Hofkirchen an der Trattnach22620.0
Kallham46942.5
Meggenhofen18976.0
Michaelnbach19090.4
Natternbach37221.0
Neukirchen am Walde22676.0
Neumarkt im Hausruckkreis19482.8
Peuerbach64082.4
Pichl bei Wels47601.9
Pollham16977.8
Pötting9126.1
Pram28642.2
Rottenbach18262.3
St. Agatha27619.2
St. Georgen bei Grieskirchen16725.8
St. Thomas6542.6
Steegen16840.0
Taufkirchen an der Trattnach42303.8
Tollet13892.6
Waizenkirchen51770.3
Wallern an der Trattnach40306.1
Weibern24008.5
Wendling14408.5
Summe Ergebnis870460.1
PV-Potential der Gemeinden der KEM Mostlandl-Hausruck. Der Solarkatater hat die kWp pro Dachfäche auf Basis eines Moduls mit 320Wp und Modulabmessungen von 170cmx102cm ermittelt.
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Energie

Verfügbarkeit erneuerbare Energie

EnergiequelleVerfügbarkeit QualitativVerfügbarkeit QuantitativBeispiel Daten für Pichl
Sonnetagsüber verfügbar.
im Sommer mehr als im Winter		Das PVGIS Tool stellt Bestrahlungsdaten von 2005 bis 2020 in stündlicher Auflösung zur Verfügung. Die räumliche Auflösung ist 0.05° x 0.05° (~ 5 km).
https://hydro.ooe.gv.at/#/overview/Wasserstand/station/16540/Pichl%20bei%20Wels%20(Geisensheim)/Wasserstand?period=P7D		Bestrahlungsstärke 2005
Windim Winter etwas mehrDas PVGIS Tool liefert auch Windgeschwindigkeiten 10m über dem Boden und die Windrichtung.typisches meteorologisches Jahr
Wasserrelativ konstant, etwas mehr im Frühjahr, etwas weniger nach langer TrockenheitWasserstand InnbachWasserstand_Jahr
Biomassespeicherfähig–
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Energie

Stromnetz Einspeisemöglichkeiten

Die Bezugsleistung für einen normalen Haushalt ist laut Netz OÖ in der Regel 4kW.
Das heißt man kann in der Regel auch 4kW in die andere Richtung schicken.
Pichl hat ca. 1100 Haushalte. Daraus ergibt sich eine Einspeisemöglichkeit von 4400kW oder 4.4MW aus Pichl ins Netz.
Bei Erzeugung aus PV könnte das Netz also 4.4GWh Energie verteilen, ~7% vom derzeitigen Gesamtenergiebedarf.

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Energie Nachhaltigkeit

Wie viel Ökostrom produziert Pichl bei Wels?

Zum 28.7.2022 steht eine Engpassleistung von 1.7MW zur Verfügung.
Den Großteil (1661kW) des Leistungspotentials stellen PV Anlagen und 41kW Kleinwasserkraftwerke.

QuelleEngpassleistung [kW]Engpassleistung in %Eingespeiste Leistung ins öffentliche Netz 2021 (oder nur Oemag?) [kWh]Eingespeiste Leistung ins öffentliche Netz 2021 (oder nur Oemag?)
%
Kleinwasserkraft412.4510559.86%
Photovoltaik166197.646676890.14%
Erneuerbare gesamt1702100517823100%

Interessant ist das 2021 nur knapp die Hälfte von 2020 ins öffentliche Netz eingespeist wurde. Ist der Eigenverbrauch so gestiegen oder war der Verbrauch durch die Lockdowns 2020 so gering, oder was anderes oder eine Mischung daraus?

Datenquelle: Anlagenregister der E-Control

Anlagenregister-Report-1Herunterladen
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Energie Nachhaltigkeit

Windenergie

mittlere Windgeschwindigkeit von 2009 bis 2011 100m über den Boden
mittlere Windgeschwindigkeit von 2009 bis 2011 130m über dem Boden
Windpotential 70m über den Boden

Bei Beachtung der rechtlichen Bedingungen zum Aufstellen von Windrädern kann man in Pichl bei Wels aufgrund der Abstandsbestimmungen nur Windkraftanlagen bis 30kW errichten.

Für einen schnellen Überblick über mögliche Standorte kann man das Puffer Feature von Doris benutzen und sich eine Karte generieren.
Wie das geht, kannst du dir in folgendem Video ansehen.

Anleitung zum Erstellen einer Visualisierung der Abstandsbestimmungen.

Eine Karte von Pichl und 100m Abstand zu allen Adressen kannst du als Pdf herunterladen. (Genau genommen müsste man 100m zu Baulandwidmungsflächen einhalten, das schafft Doris aber nicht vollständig für ein so großes Gebiet). Auf den nicht grün schraffierten Flächen sind kleine Windräder bis 30kW möglich, falls sonst keine Bestimmungen dagegen sprechen.

Verbotszone_Windkraftanlagen_bis_30kWHerunterladen

LeistungRotordurchmesserNabenhöheQuelle
5kw5m10mBraun Windturbinen
10kW8m18mPatrick Jüttemann
30kW20m30mWindual
beispielhafte Dimensionen von Kleinwindkraftanlagen

Errichten wir 33 solcher Kleinwindkraftanlagen mit 30kW und laufen diese ca. 1000h pro Jahr mit Volllast (ein Jahr hat ca. 8700h) könnten wir 1 GWh elektrische Energie erzeugen. Der Gesamtenergiebedarf in Pichl (elektrisch + thermisch + Prozessenergie) liegt bei 64 GWh, somit könnten wir ca. 1.5% des derzeitigen Verbrauchs decken.

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Energie Nachhaltigkeit

Wasserkraft

Wasserfall des Innbachs in Pichl

physikalische GrößeWertEinheitQuelle oder Formel
Durchflussmenge0.83m³/shttps://de.wikipedia.org/wiki/Innbach#cite_note-hydr_jb-2
Dichte Wasser1000kg/m³https://de.wikipedia.org/wiki/Wasser
Erdbeschleunigung9.81m/s²https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld#Erdschwerefeld
Höhenunterschied Krottendorf – Inn41m
Wirkungsgrad0.81Wirkungsgrad Hydraulisch * Wirkungsgrad Turbine * Wirkungsgrad Generator
(Quelle: Elektrische Anlagen Unterricht HTL Wels)
Leistung267 067WP = Durchflussmenge * Dichte * Erdbeschleunigung * Höhendifferenz*Wirkungsgrad
Energie pro Jahr2341177kWh/aE = P * Zeit oder E = m*g*h = Durchflussmenge * Zeit * Dichte * Erdbeschleunigung * Höhendifferenz
Berrechnung des theoretischen Energiepotentials eines Flusskraftwerks

Pro Jahr könnte die Wassermenge die durch den Innbach in Pichl fließt maximal ca. 2.3 GWh elektrische Energie (die man in andere Energieformen umwandeln kann) erzeugen. Der Gesamtenergiebedarf (elektrisch + thermisch + Prozessenergie) liegt bei 64 GWh. Der Innbach kann also ca. 3.5 % des derzeitigen Verbrauchs decken. Praktisch kann man die 41m nicht aufstauen, eher kann man die Staustufen alter Mühlen wieder aktivieren, dann kann man geschätzt gut 0.3% des Energieverbrauchs Pichls decken.

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Energie Landwirtschaft Nachhaltigkeit

PV Freiflächen Anlagen

Photovoltaikpanele auf Feld

Energetisches Potential PV Anlage versus thermische Verwertung des Strohes

physikalische GrößeWertEinheitQuelle oder Formel
spezifische Einstrahlung1036kWh/m²/ahttps://de.wikipedia.org/wiki/Globalstrahlung
Wirkungsgrad16%PV Modul
Energie pro m²165.76kWh/m²/a= spezifische Einstrahlung * Wirkungsgrad
Energie pro ha1657600kWh/ha/a= Energie pro m² * 10000 m²/ha
Bedeckungsgrad50.00%Annahme
erwartete Systemlebensdauer25JahreAnnahme, üblicher Branchenwert
Energierücklaufzeit (Zeit bis die Energie die zur Produktion benötigt wurde, durch die Anlage wieder erzeugt wurde6Jahre
Energie pro ha828800kWh/ha/a=Energie pro ha * Bedeckungsgrad * (Lebensdauer – Energierücklaufzeit) / Lebensdauer
Ertragspotential auf einem ha Land, wenn man 50% der Fläche mit PV-Modulen bedeckt.
Korn-Stroh-Verhältnis von ca.Kornertrag [t / ha ]Strohertrag
[t / ha ]		AbfuhranteilStrohabfuhrmenge [t]Spezifischer Energieertrag (Heizwert) Stroh 15% Feuchte [kWh/kg]Energieertrag pro ha [kWh]Vergleich Holz
[kWh]
Quelle / FormelLK NÖüblicher Ertragswert OÖKornertrag*0.8üblicher Wert / AnnahmeStrohertrag*AbfuhranteilAgrarplusAbfuhrmenge*spezifischer Energieertragsiehe Beitrag Biomasse

Holzenergie / Waldfläche
Weizen1:0,886.480.00%5.123.81945615873.0158730159
Gerste1:0,785.680.00%4.483.817024
Thermische Energie die im Stroh von einem ha Getreide steckt.

Pro PV Freiflächenanlagen :
*hoher Energieertrag im Vergleich zu Biomasse
*Schatten für die darunterliegende Fläche -> weniger Verdunstung
*man kann Blühwiesen unter den Anlagen anlegen -> förderung der Biodiversität

Contra PV Freiflächenanlagen:
*Etwas weniger Lebensmittelertrag (kurzfristig) -> mit Beweidung der Flächen unter den Modulen könnte man dem entgegen wirken.

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Energie Nachhaltigkeit

Photovoltaik

PV Module auf Dach

1.Ansatz:

Pichl hat ca. 38 ha Baufläche.
Geht man davon aus das man die Hälfte davon mit PV Modulen bedecken kann, könnte man 31 GWh elektrische Energie erzeugen.

Berechnung:
spezifische Einstrahlung = 1036 kWh/m² pro Jahr (Quelle PV-Rechner)
PV-System-Wirkungsgrad = 16% (geschätzt: Modulwg.*Wechselrichterwg.*Netzwg.)
Energie = Fläche * spezifische Einstrahlung * Wirkungsgrad
Energie = 380 000 m² / 2* 1036 kWh/m² * 0.16 = 3.1*10^7 kWh = 31 GWh

31 GWh / 64 GWh = 48 % des derzeitigen Gesamtenergiebedarfs.

2.Ansatz:

Dankenswerterweise hat mir die Klima- & Energie-Modellregion Mostlandl-Hausruck die Datengrundlagen des Solarkatasters zur Verfügung gestellt.
Würden alle geeigneten (bzgl. Bestrahlung) Dachflächen der Gebäude in Pichl bei Wels mit PV-Modulen mit 320Wp (Abmessung 170x102cm) belegt werden, könnte man 47601kWp installieren. Da in der Regel 1kWp in unseren Breiten 1000kWh erzeugt, könnte man in Pichl 47 GWh erneuerbaren Sonnenstrom produzieren.

47 GWh / 64 GWh = 73 % des derzeitigen Gesamtenergiebedarfs.