Cursus voor projectanalyse van schone energie

Cursus voor projectanalyse van schone energie

reeep

De RETScreen International Cursus voor Projectanalyse van Schone Energie is gemaakt voor gebruik in onderwijscentra en trainingsorganisaties in de hele wereld, en voor gebruik door professionals en studenten als “zelfstudiemateriaal”. Elke trainingsmodule kan als een afzonderlijk seminar of workshop worden gepresenteerd, of als een onderdeel van een vak op de hogeschool of op de universiteit. Gecombineerd kan het worden gegeven als een intensieve cursus van twee weken of als een lange cursus van een semester. Als aanvulling op de hieronder beschikbare presentatiesheets en geschreven en gesproken aantekeningen van de trainer, bevat het trainingsmateriaal, casestudies en een engineering handboek (www.retscreen.net).

Cursus voor projectanalyse van schone energie INTRODUCTIE VAN MODULE ANALYSE SCHONE ENERGIEPROJECTEN Overzicht van de cursus Status van schone energietechnologieën Analyse van schone energieprojecten met RETScreen® Software Analyse van broeikasgasemissie met RETScreen® Software Financiële analyse en risicoanalyse met RETScreen® Software Samenvatting

MODULE ANALYSE WINDERNERGIEPROJECTEN MODULE ANALYSE KLEINSCHALIGE WATERKRACHTPROJECTEN MODULE FOTOVOLTAïSCHE PROJECTANALYSE MODULE ANALYSE GECOMBINEERDE WARMTE- EN KRACHTPROJECTEN MODULE PROJECTANALYSE WARMTE UIT BIOMASSA MODULE ANALYSE ZONNELUCHTCOLLECTOREN MODULE PROJECTANALYSE ZONNEBOILER MODULE ANALYSE PASSIEVE ZONNEWARMTE MODULE PROJECTANALYSE BODEMWARMTEPOMPEN

Disclaimer This publication is distributed for informational purposes only and does not necessarily reflect the views of the Government of Canada nor constitute an endorsement of any commercial product or person. Neither Canada, nor its ministers, officers, employees and agents make any warranty in respect to this publication nor assume any liability arising out of this publication.

© Minister of Natural Resources Canada 2001-2006.

INTRODUCTIE VAN MODULE ANALYSE SCHONE ENERGIEPROJECTEN · Overzicht van de Cursus · Status van Schone Energietechnologieën · Analyse van Schone Energieprojecten met RETScreen® Software · Analyse van Broeikasgasemissie met RETScreen® Software · Financiële analyse en risicoanalyse met RETScreen® Software · Samenvatting

Inleiding voor Analyse van Schone Energieprojecten Cursus Analyse van Schone Energieprojecten

“Analyse van Schone Energieprojecten” Energieprojecten” is een op casestudies gebaseerde cursus voor professionals en universitaire studenten die willen leren om de technische en financië financiële haalbaarheid van mogelijke Schone Energieprojecten beter te analyseren © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

RETScreen® Internationaal Ondersteuningscentrum Schone Energiekeuze •

Ontwikkelt hulpmiddelen die het de planners, beslissers en de industrie gemakkelijker maken om energiezuinige en duurzame energietechnologieë energietechnologieën (RETs) te overwegen in het kritische en belangrijke eerste planningsstadium

•

Zulke hulpmiddelen reduceren de kosten voor evaluaties van mogelijke projecten in belangrijke mate

•

Verstrekt deze hulpmiddelen gratis aan gebruikers in de gehele wereld via het Internet en CDCD-ROM

•

Training en technische ondersteuning wordt gegeven via een internationaal netwerk van RETScreen® Trainers

•

Industrië Industriële producten en diensten zijn bereikbaar via een Internet Marktplaats

© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Als u de cursus hebt gevolgd

• Zult u zich meer bewust zijn van haalbare

Zonnemuur – Apartementencomplex

toepassingen voor schone energie

• En u zult in staat zijn om met hoge

kwaliteit en tegen lage kosten preprehaalbaarheidsstudies uit te voeren, gebruikmakend van RETScreen® Software. Huis van onderwijzer, Botswana

Fotocredit: Enermodal

Fotocredit: Vadim Belotserkovsky


1

Inhoud Cursus Introductie Analyse van Schone Energieprojecten Projectanalyse van Windenergie Projectanalyse van Kleineschalige Waterkracht Projectanalyse van Zonnecellen Projectanalyse van Warmtekrachtkoppeling Projectanalyse van Warmte uit Biomassa Projectanalyse van Zonneluchtcollectoren Zonneluchtcollectoren Projectanalyse van Zonneboiler Projectanalyse van Passieve Zonnewarmte Projectanalyse van Bodemwarmtepomp Bodemwarmtepomp Projectanalyse van Koeling © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Cursusmateriaal

Gratis Downloaden op: www.retscreen.net © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

2

Software en gegevens RETScreen® International Software voor Analyse van Schone Energieprojecten • Modellen voor Schone Energie Technologieë Technologieën

• Internationale productgegevens van 1.000 leveranciers van apparatuur

• Internationale klimaatgegevens 1.000 Grondstations NASA Meteorologische satellietgegevens en gegevens voor zonne-energie

• Online Gebruikershandleiding


Trainingsmateriaal • Cursus Analyse van Schone Energieprojecten Diapresentatie

Verwarming met zonnepanelen – Gemeentelijk Zwembad

Digitale leermidelen

Geluid

Aantekeningen docenten

Elektronisch Handboek & Casestudies


Elektronisch Handboek & Casestudies • Analyse van Schone Energieprojecten : RETScreen® Ontwerp & Casestudies Professionele elektronische handleiding op universitair niveau

Achtergrond van technologieën Gedetailleerde beschrijving van RETScreen® algoritmes Meer dan 60 internationale casestudies van werkelijke projecten

Gratis beschikbaar in Engels en Frans


3

Marktplaats en Kalender • Internet marktplaats Online koppelen van industrie en klanten Zoeken op onderwerp, technologie en regio Voorbeelden:

Leveranciers, PV, Noord-Amerika

Dienstverleners, windenergie, Europa

• Openbare & besloten Internet Forums

• Online trainingskalender en registratie © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Inhoud Inleidende Module • Overzicht van de Cursus (voltooid) • Status van de Schone Energietechnologieë Energietechnologieën • Projectanalyse van Schone Energie met RETScreen® Software • Analyse van Broeikasgasemissies met RETScreen® Software ® • Financië Financiële analyse en Risicoanalyse met RETScreen Software

• Samenvatting CANMET Centrum voor Energietechnologie te Varennes


4

De Status van Schone Energietechnologieë Energietechnologieën Cursus Analyse voor Schone Energieprojecten

Windpark

Huis met passieve Zonne-energie

Fotocredit: Nordex Gmbh

Fotocredit: McFadden, Pam DOE/NREL

© Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Doelstelling • Verhogen van bewustzijn voor duurzame energieenergie-

technologieë technologieën (RETs) en energiebesparingsmaatregelen

Markten

Typische toepassingen

Zonnecellen en Zonneboiler

Opwekking van elektricteit met afvalhout Fotocredit: Warren Gretz, NREL PIX

Fotocredit: Vadim Belotserkovsky © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Definities Energiebesparing Schone EnergieEnergietechnologie

Minder energiegebruik om dezelfde energiebehoefte te dekken

Duurzame Energie

Gebruik onuitputbare natuurlijke bronnen om de energiebehoefte te dekken

Energiebehoefte

100% 75% 50% 25% 0%

Super geïsoleerd huis met passieve zonne-energie

Conventioneel

Efficient

Efficient & Duurzaam

Photo Credit: Jerry Shaw


1

Argumenten voor Schone EnergieEnergietechnologieë technologieën

Klimaatsverandering

Plaatselijke vervuiling

Windenergie: Kosten elektricteitsopwekkings Elektriciteitskosten (US ¢/kWh)

• Milieu

• Economie

Levenscycluskosten

Uitputting fossiele brandstof

40

30

20

10

0 1980

• Sociaal

1990

2000

Jaren

Bron: National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997)

Creëren van werkgelegenheid

Minder wegvloeien van plaatselijke $$$

Groei van energiebehoefte (x3 per 2050) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Algemene Kenmerken van Schone Energietechnologieë Energietechnologieën • Vergeleken met conventionele technologie:

Normaal hogere initiële kosten

Gewoonlijk lagere operationele kosten

Milieuvriendelijker

Vaak goedkoper op basis van kosten in hele levenscyclus


Totale kosten van een energie opwekkend of verbruikend systeem • Totale kosten ≠

aanschafkosten

• Totale kosten =

aanschafkosten + jaarlijkse kosten voor brandstof,

bedrijfsvoering en onderhoud + belangrijkste revisiekosten + ontmantelingskosten + financieringskosten + etc. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

2

Technologie voor de opwekking van duurzame elektricteit


Windenergie Technologie en Toepassingen • Noodzaak voor goede wind

Rotorbladen

Nacelle met

(>4 m/s op 10 m hoogte) Kustgebieden, afgeplatte bergruggen, open vlakten

• Toepassingen:

Versellingsbak en

generatonr

Ashoogte Mast

Centraal netwerk Warren Gretz, NREL PIX

Geïsoleerd netwerk

Niet- netgekoppeld

Phil Owens, Nunavut Power

Southwest Windpower, NREL PIX


Markt voor windenergie Wereldwijde jaarlijkse installatie van Windturbines 8.000

8.000

Wereldwijd geïnstalleerd vermogen (2003): 39.000 MW 7.000

(~20,6 millioen huizen @ 5.000 kWh/huis/jaar en 30% capaciteitsfactor)

7.000

6.000

6.000

4.000

Duitsland: 14.600 MW Spanje: 6.400 MW VS: 6.400 MW Denemarken: 3.100 MW

3.000

83.000 MW in 2007 (verwacht)

3.000

5.000 4.000

2.000

2.000

1.000

1.000

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

1986

1985

0 1984

0 1983

MW

5.000

Bron: Danish Wind Turbine Manufacturers Association, BTM Consult, World Wind Energy Association, Renewable Energy World © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

3

Kleinschalige Waterkracht Technologie en Toepassingen • Projecttype: Reservoir

Componenten van een waterkrachtcentrale

Run-of-river

Stuwdam

• Toepassingen:

Spilsluis

Centraal

Reservoir

net net

Decentraal

Eilandbedrijf

Francis Turbine

Drukpijp

Krachtcentrale

Elektrische kabels Generator

Water inlaat

Turbine Uitlaat


Markt voor kleinschalige waterkracht •

19% van mondiale elektricteit wordt geproduceerd door grootgroot- en kleinschalige waterkrachtcentrales

•

Wereldwijd:

•

20.000 MW gerealiseerd (grootte < 10 MW) Vooruitzicht: 50.000 tot 75.000 MW per 2020

China:

43.000 bestaande bedrijven (grootte < 25 MW) 19.000 MW gerealiseerd verder 100.000 MW economisch haalbaar

•

Europe:

•

Canada:

10.000 MW gerealiseerd verder 4.500 MW economisch haalbaar 2.000 MW gerealiseerd verder 1.600 MW economisch haalbaar

Data bron: ABB, Renewable Energy World, and International Small Hydro Atlas

Kleinschalige waterkrachtcentrale


Fotovoltaï Fotovoltaïsch (PV) Technologie en Toepassingen PV-systeem voor huishouden

Gecentraliseerde PV productie

Levering via net

Regelaar Fotocredit: Tsuo, Simon DOE/NREL

Elektriciteitsnet

Accu Licht

Waterpomp met PV

In gebouw geïntegreerde PV aan net gekoppeld

Fotocredit: Strong, Steven DOE/NREL


4

Fotovoltaï Fotovoltaïsche Markt Jaarlijkse Fotovoltaische Installaties Wereldwijd 800 700

800

Geïnstalleerd vermogen (2003): 2.950 MW p )

700

(~1,2 miljoen huishoudens met 5.000 kWh/huis/jaar)

MWp

600

600

32% toename van export in 2003

500

500

400

400

300

300

200

200

100

100

2003

2002

2001

2000

1999

1998

1997

1996

1995

1994

1993

1992

1991

1990

1989

1988

1987

0 1986

0

Source: PV News © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Warmtekrachtkoppeling (WKK) • Simultane productie van twee of meer types bruikbare energie met één één enkele energiebron (ook wel WKK genoemd)

Rookgas 15 eenheden

Rendement warmteterugwinning (55/70)= 78,6 % Totaal rendement ((30+55)/100)=85,0 %

Warmte 55 eenheden

WTW

Warmtelast

Stoomgenerator

Warmte en Rookgas 70 eenheden

Brandstof 100 eenheden

Kracht 30 eenheden

Krachtinstallatie

Elektrische Belasting

Generator


Toepassingen Gecombineerde Warmte/ Kracht, Brandstoffen en Apparatuur Verschillende Toepassingen

Verschillende Brandstoffen Opvangcyclus Stortgas

Stoomproductie

Proces Buizenstelsel voor opvangen stortgas

Compressor Filter

Koeler/ droger

Elektricteitsproductie Fakkel

Biomassa voor WKK Fotocredit: Gretz, Warren DOE/NREL

Verschillende apparatuur

Fotocredit: Gaz Metropolitan

Zuigermotor voor krachtopwekking Fotocredit: Rolls-Royce plc


5

Gecombineerde Warmte en Kracht Toepassingen • • • •

Alleenstaande gebouwen Commercieel en industrieel Meerdere gebouwen Warmtedistributiesystemen (bijv. stadsverwarming)

• Industrië Industriële processen

WWK van Kitchener stadhuis Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan

Stortgas WKK voor stadsverwarming, Zweden Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan

Microturbine in kas Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Gecombineerde Warmte en Kracht Brandstofsoorten • Duurzame brandstoffen

Houtafval Stortgas Biogas Agrarische bijproducten Bagasse Energiegewassen Enz.

• Fossiele brandstoffen

Biomassa voor WKK Fotocredit: Gretz, Warren DOE/NREL

Geothermische Geiser

Aardgas Diesel Etc.

• Geothermische energie • Waterkracht Fotocredit: Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Gecombineerde Warmte en Kracht Apparatuur & Technologie • Koelinstallaties

Compressoren Absorptiekoelers Vrije koeling

• Krachtopwekking

Gasturbine Gasturbine - steg Stoomturbine Zuigermotor Brandstofcel Enz.

Gasturbine Fotocredit: Rolls-Royce plc

• WarmteWarmte-installaties

Boilers Warmteterugwinning

Koelmachine Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

6

Markt voor Gecombineerde Warmte en Kracht Regio

Capaciteit

Canada

12 GW

Meest voor pulppulp-, papierpapier- and olieolie-industrie

VS

67 GW

Snelgroeiend, beleidssteun voor WKK

China

32 GW

Overwegend kolen gestookte WKK

Rusland

65 GW

Ongeveer 30% van elektricteit van WKK

Duitsland

11 GW

Groeimarkt voor gemeentelijke WKK

Engeland

4,9 GW

Sterke motivering voor duurzame energie

Brazilië Brazilië

2,8 GW

Warmtedistributie gecombineerd met niet netnetgekoppelde installaties

India

4,1 GW

Meestal op bagasse gestookte WKK voor suikerfabrieken

ZuidZuid-Afrika

0,5 GW

Voornamelijk ter vervanging van kolengestookte elektricteitcentrales

Wereld

247 GW

Opmerkingen

Verwachte groei van 10 GW per jaar

Bron: World Survey of Decentralized Energy 2004, WADE © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Duurzame energie: WarmteWarmte- en Koeltechnologie


Warmte met biomassa Technologie en Toepassingen • Gecontroleerd verbranden van

Hout versnipperen

hout, landbouwafval, huisvuil, enz., om warmte te verkrijgen Alleenstaande gebouwen en/of warmtedistributie

Fotocredit: Wiseloger, Art DOE/NREL

Fotocredit: Oujé-Bougoumou Cree Nation

Ketelhuis © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

7

Markt voor verwarming met biomassa • Wereldwijd:

Verbranding van biomassa voorziet in 11% van de Totale Primaire Energie Voorziening (TPEV) Meer dan 20 GWth verwarminginstallaties met gecontroleerde verbranding

• Ontwikkelingslanden:

Koken,verwarming Niet altijd duurzaam Afrika: 50% van TPEV India: 39% van TPEV China: 19% van TPEV

Warmte, kracht, houtkachels Finland: 19% van TPEV Zweden: 16% van TPEV Oostenrijk: 9% van TPEV Denemarken: 8% van TPEV Canada: 4% of TPEV USA: 68% van alle duurzame energie

Verbrandingskamer Foto: Ken Sheinkopf/ Solstice CREST

New Installations of Small Nieuwe kleinschalige Scale Biomass (<100(<100 kW)kW) warmteHeating Systems in Austria installaties in Oostenrijk

8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0

19 88 19 90 19 92 19 94 19 96 19 98 20 00 20 02

• Geï Geïndustrialiseerde landen:

8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0

Bron: Ingwald Obernberger, Kamer van Land- en Bosbouw, Oostenrijk

Bron: IEA Statistics– Renewables Information 2003, Renewable Energy World 02/2003


Verwarming Lucht met Zonnewarmte Technologie & Toepassingen • Niet met glas afgedekte collector voor voorverwarming lucht • Koude lucht wordt verwarmd als het door kleine gaatjes in de metalen absorber stroomt (SolarwallTM)

Inlaat-rooster Geperforeerd zonnepaneel

• Een ventilator circuleert

Ventilator Verse lucht

de verwarmde lucht door het gebouw © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Markt voor Luchtverwarming met Zonnewarmte • Voorverwarming van

Industriële gebouwen

ventilatielucht van gebouwen met grote behoefte aan verse lucht

• Ook voor drogen van oogst • Concurrerend bij nieuwe

Fotocredit: Conserval Engineering

gebouwen of bij grote renovaties

Drogen oogst met zonnewarmte Fotocredit: Conserval Engineering © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

8

Verwarming water met zonnewarmte Technologie en Toepassingen • Beglaasde en nietniet-beglaasde collectoren • Wateropslag (tank of bassin) Commerciële gebouwen, instituten en zwembaden

Aquacultuur - Zalmkwekerij


Markt voor zonnecolletoren • Meer dan 30 miljoen m2 collectoren

Woonhuizen en zwembaden

wereldwijd

• Europa:

10 miljoen m2 collectoren geïnstalleerd

Jaarlijkse groei van 12%

Duitsland, Griekenland en Oostenrijk

Doel voor 2010: 100 miljoen m2

Woonhuizen

• Grote wereldmarkt voor zwembadzwembadverwarming

• Barbados heeft 35.000 systemen Bron: Renewable Energy World, Oak Ridge National Laboratory Fotocredit: Chromagen © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Passieve Zonnewarmte Technologie & Toepassingen • Toevoer van 20 tot 50%

van vereiste warmte in het stookseizoen

Zomer

Winter

• Betere benutting van zon door geoptimaliseerde vensters op evenaar te richten

Passieve Zonneverwarming Appartementen

• Warmteopslag binnen gebouw

• Gebruik schaduw om

toevoer warmte in zomer te beperken

Foto: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website)


9

Markt voor passieve zonneverwarming • Gebruik van efficië efficiënt glas is

Zakelijke gebouwen

op dit ogenblik standaard voor passieve zonnewarmte

• Voor nieuwbouw – geen of geringe toename kosten

DOE/NREL fotocredit: Gretz, Warren

Ramen met hoger rendement Oriëntatie van gebouw Juiste schaduw

Woonhuizen

• Concurrerend voor nieuwnieuwbouw en renovaties

Fotocredit: DOE/NREL © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Aardwarmtepomp Technologie & Toepassingen Verticaal bodemcircuit

• Ruimte/water verwarming en koeling

• Elektricteit werkt op damp compressie cyclus

• Warmte onttrokken aan de

bodem in winter en teruggeteruggevoerd in de zomer Horizontaal circuit


Markt voor aardwarmtepompen Aardwarmtepomp in huizen

• Wereldwijd:

800.000 stuks geïnstalleerd Totale capaciteit 9.500 MWth Jaarlijkse toename van 10%

• VS: 50.000 installaties per jaar • Zweden, Duitsland, Zwitserland

belangrijkste Europese markten

Commerciële, institutionele en industriële gebouwen

• Canada:

Meer dan 30.000 stuks in woonhuizen Meer dan 3.000 industriële en commerciële units 435 MWth geïnstalleerd Fotocredit: Geothermal Heat Pump Consortium (GHPC) DOE/NREL


10

Andere Commercië Commerciële Schone Energietechnologieë Energietechnologieën • • • •

Brandstoffen: ethanol en biobio-diesel Efficië Efficiënte koelsystemen Motoren met variabele snelheid Gebruik van daglicht en efficië efficiënte verlichtingssystemen

Afvalprodtukten landbouw als brandstof

• Warmteterugwinning uit ventilatie • Andere

Fotocredit: David and Associates DOE/NREL

Efficiënte koeling bij kunstijsbaan

Daglichtgebruik en efficiënte verlichting Fotocredit: Robb Williamson/ NREL Pix © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Opkomende schone energietechnologieë energietechnologieën • Kracht uit zonnewarmte • Kracht uit oceaanwarmte • Getijdenenergie

Zonnekrachtcentrale d.m.v parabolen Fotocredit: Gretz, Warren DOE/NREL

• Energie uit zeestromingen • Golfenergie • Enz.

Centrale ontvanger van zonnekrachtcentrale Fotocredit: Sandia National Laboratories DOE/NREL © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Conclusies • Concurrerende mogelijkheden bestaan

Parks Canada, Hybride PV-Wind Systeem (Poolgebied op 81°N)

• Veel succesverhalen • Groeiende markten Fotocredit: Michael Ross Renewable Energy Research

• Duurzame energiebronnen en gelegenheden tot energieenergiebesparing zijn aanwezig

600 kW Windturbine Fotocredit: Nordex Gmbh

PV Telefoon Fotocredit: Price, Chuck


11

Vragen?


12

Analyse Schone Energieprojecten met RETScreen® Software Cursus Analyse Schone Energieprojecten

Standaard analyse in 5 stappen BKGanalyse

Financiële samenvatting

Sub-tabblad

Gevoeligheids& risicoanalyse Optioneel

Kostenanalyse Optioneel

Energie - model

Klik op blauwe hyperlink of op bewegend icoon voor toegang tot gegevens

Kasstromen project

Klaar om een beslissing te maken


Doelstellingen

• Illustreren van de rol van prepre-haalbaarheidsstudies

• Demonsteren hoe RETScreen® Software werkt • Laten zien hoe RETScreen® het makkelijker maakt om potentië potentiële projecten te helpen identificeren en beoordelen


Implementatieproces Energieprojecten

Pre-haalbaarheidsPre haalbaarheidsPre-haalbaarheidsanalyse analyse HaalbaarheidsHaalbaarheids Haalbaarheidsanalyse analyse Belangrijke barriè barrière Mogelijkheden voor schone energie projecten worden van te voren niet routinematig bekeken

Ontwikkeling Ontwikkeling &&Engineering Engineering Constructie Constructie && Oplevering Oplevering © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

1

Vragen

• Wat is een aanvaardbaar

nauwkeurigheidsniveau voor de begroting van de projectkosten?

• Hoeveel kosten deze studies normaal gesproken?


Dilemma tussen Nauwkeurigheid versus Investeringskosten Nauwkeurigheidsbereik voor schattingen, gelijk aan geschatte kosten gedeeld door uiteindelijke kosten, waarbij de waarde van de valuta constant verondersteld wordt.

Schatting kosten van aanbesteding, nauwkeurigheid kosten binnen ± 10% Alle aanbestedingen ontvangen kosten binnen ± 5% Uiteindelijke kosten

Constructie Haalbaarheidsstudie, nauwkeurigheid kosten binnen ± 15% tot 25 %

Pre-haalbaarheidsstudie, Nauwkeurigheid kosten binnen ± 40% tot 50%

$100 tot $1.000.000!

Tijd

Wanneer moet Schone EnergieEnergietechnologie beoordeeld worden? • Behoefte aan energiesysteem

Pre-haalbaarheidsPre haalbaarheidsPre-haalbaarheidsanalyse analyse HaalbaarheidsHaalbaarheids Haalbaarheidsanalyse analyse

• Nieuwbouw of geplande renovaties

• Hoge kosten voor

conventionele energie

• Interesse van belangrijke stakeholders

Voorlopige Haalbaarheidsstudies

• Vergunningen mogelijk • Financiering verkrijgbaar • Goede lokale schone energiebron, enz.


2

Haalbaarheid Project afhankelijk van meerdere Factoren (Voorbeeld Wind) (1) • Beschikbare energiebron op projectlokatie

Windturbine & Mast

(bijv. windsnelheid)

• Prestaties van de installatie (bijv. vermogenskromme windturbine)

• Initië Initiële projectkosten (bijv. windturbines, masten, ontwerp)

• Credits in referentiescenario (bijv. dieselgeneratoren op afgelegen lokaties)

• Lopende en periodieke projectkosten (bijv. reinigen bladen windturbine)


Haalbaarheid Project afhankelijk van meerdere Factoren (Voorbeeld Wind) (2) Wind Energy

• Vermeden energiekosten (bijv. handelsprijs elektriciteit)

• Financiering

(bijv. schuldratio & looptijd, rentevoet) Fotocredit: Middelgrunden Wind Turbine Co-operative

• Belasting op installatie & inkomen (of besparingen) • Milieubelasting van vervangen energie

(bijv. Steenkool, aardgas, olie, grootschalige waterkracht, nucleair)

• Milieucredits en/of subsidies

(bijv. tarieven groene stroom, BKG-credits, donaties)

• Definitie van gebruikers voor “kostenkosten-effectief” effectief” (bijv. terugverdientijd, IRV, NCW, productiekosten, energie)


Waarom RETScreen® gebruiken? • Vereenvoudigt eerste evaluaties

Vereist relatief weinig input gebruiker

Belangrijke technische en financiële haalbaarheidsindicatoren worden automatisch berekend

• Kosten zijn 10% van het bedrag voor andere beoordelingsmethodes

• Gestandaardiseerde procedures maken objectieve vergelijking mogelijk

• Verhoogt potentie voor succesvolle

implementatie van schone energieprojecten © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

3

Voorbeelden van validatie RETScreen® • Alle modellen worden

Rendement (%)

100%

gevalideerd door vergelijking van gemeten data met data fabrikant… fabrikant….

80%

Rendementskromme waterkrachtturbine RETScreen versus fabrikant

40% 20% 0%

160 HOMER RETScreen

140

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Percentage van nominale flow

120 PV Vermogen (kWh)

Fabrikant

RETScreen 60%

100 80

• … en/of door

60 40 20 0 Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

Maand

Vergelijking PV Energieopbrengst tussen RETScreen and HOMER

vergelijking met simulatiesoftware die op uurbasis werkt © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Demonstratie RETScreen® Software (Voorbeeld Model voor Windenergieproject) Standaard analyse in 5 stappen Kostenanalyse

BKGanalyse

Financiële samenvatting

Gevoeligheids- & risicoanalyse Optioneel

Optioneel

Energie - model

Klik op blauwe hyperlink of op bewegend icoon voor toegang tot gegevens

Kasstromen project

Sub-tabblad

Klaar om een beslissing te maken GEINTEGREERDE OPTIES Klimaatgegevens

Productgegevens

Online handleiding

-

Cursus Ontwerphandboek Casestudies Online marktplaats Internet forums



4

Kleurcodes cellen Invoer- en uitvoercellen wit white

Uitvoer model - berekend door het model

yellow geel

Invoer model – vereist voor doorrekenen model

blue blauw

Invoer model – vereist voor doorrekenen model en online database beschikbaar

grey grijs

Invoer gebruiker – alleen voor referentiedoeleinden. Niet nodig voor doorrekenen model




5




6

7

RETScreen® Software Methode voor Financië Financiële Analyse Vergelijking: •

Referentiesituatie versus voorgestelde situatie

•

Conventioneel systeem versus schone energiesysteem

Voorbeeld: •

Standaard gevelbeplating met een op aardgas gestookte luchtverwarmer versus

•

Gevelbeplating met Zonneluchtcollector als luchtverwarmer aangevuld met conventionele op aardgas gestookte luchtverwarmers

Yellowknife School Solarwall in aanbouw Fotocredit: Arctic Energy Alliance


8

Software Demo

20 MW Windenergieproject Invoer/uitvoer (RETScreen®)

Scenario #1 (Merchant Plant)

Scenario # 2 (Green Power Plant)

• •

Projectlokatie:

Calgary, AB

BKGBKG-emissiereductie:

• • • •

Pincher Creek, AB

• •

• • • •

• •

DEDE- productiecredit:

• •

$0/kWh

• •

→ $0, $0,025/kWh

• •

Looptijd lening:

10 jaren

Rendement op Investering (ROI):

• • •

→ 15 jaren

•

• • •

Windsnelheid: Kosten windturbine: BKGBKG-credit (steenkolencentrale) Positieve kasstroom:

4,4 m/s 25. 25.123 tCO2/jaar $1. $1.200/kW $0/ton 42, 42,7 jaren - 7,1%

Lethbridge → 7,0 m/s → 63. 63.486 tCO2/yr → $1. $1.000/kW → $5/ton 5,2 jaren 22, 22,8%


Software Demo Scenario 1 Scenario #1 (Merchant Plant) Calgary, AB 4,4 m/s $1. $1.200/kW 25. 25.123 tCO2/jaar $0/kWh $0/ton 10 jaren 42, 42,7 jaren - 7,1%


Software Demo

Windsnelheid & BKGBKG- emissiereductie Scenario # 1a (Green Power Plant) Pincher Creek, AB Lethbridge → 7,0 m/s 63. 63.486 tCO2/jaar 18, 18,2 jaren 4,8%


9

Software Demo

Kosten Windturbine Scenario # 1b $1. $1.000/kW 16, 16,5 jaren 6,5%


Software Demo

DEDE-productiecredits Scenario # 1c $0, $0,025/kWh 10, 10,1 jaren 17, 17,7%


Software Demo

BKGBKG-emissiecredits Scenario # 1d $5/ton 7,5 jaren 20, 20,1%


10

Software Demo Looptijd lening Scenario # 2 15 jaren 5,2 jaren 22, 22,8%


Vragen?


11

Analyse Broeikasgasemissie met RETScreen® Software Cursus Analyse Schone Energieprojecten

Fotocredit: Environment Canada © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Doelstelling

• Introductie van een methodologie voor het berekenen van reducties in broeikasgasemissies (BKG)

• Demonstreren van het RETScreen® BKGBKG-emissiereductie analysemodel


Wat moet worden berekend? • Jaarlijkse reductie in broeikasgasemissie

Referentiesituatie (normaal gesproken conventionele technologie) versus voorgestelde situatie (Schone Energietechnologie)

Eenheden: tonnen CO2 per jaar

CH4 en N2O emissie wordt omgezet naar equivalente CO2 emissies in termen van globale opwarmpotentie


1

Hoe wordt dit berekend?

Jaarlijkse BKGBKG-emissiereductie (t CO2) BKGBKGemissiefactor Referentie situatie (t CO2 /MWh)

-

=

BKGBKGemissie factor Voorgestelde situatie (t CO2 /MWh)

x

Jaarlijks geleverde energie eindgebruiker (MWh)

• RETScreen® past de jaarlijkse reductie aan om rekening te houden met transmissie & distributieverliezen en transactiekosten voor BKGBKG-credits (Versie 3.0 of hoger)


RETScreen® Analysemodel BKGBKG-emissiereductie •

Gestandaardiseerde methodologie ontwikkeld door NRCan i.s.m. het United Nations Environment Programme (UNEP), het UNEP RISØ RISØ centrum voor Energie, Klimaat en Duurzame Ontwikkeling (URC) en het Prototype Carbon Fund (PCF) van de Wereldbank

•

Gevalideerd door een team specialisten uit overheid en industrie © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Type analyse • Standaard analyse: RETScreen® gebruikt automatisch standaardwaarden van het IPCC en industrie voor:

CO2 equivalente factoren voor CH4 and N2O

CO2, CH4, en N2O emissies voor normale brandstoffen

Omzettingsrendementen voor brandstoffen naar warmte en elektriciteit

• Specifieke analyse: de gebruiker specificeert deze waarden • Door gebruiker gedefinieerde analyse: de gebruiker vult de BKGBKG-emissiefactoren direct in (Versie 3.0 of hoger)

Brandstoffen en omzettingsrendementen worden niet gespecificeerd


2

Bepalen van baseline • Verschillende baselines voor BKGBKG-emissiereductie berekeningen:

Historische statische baseline (alle bestaande opwekkingscapaciteit)

Historische statische baseline gebaseerd op recente ontwikkelingen

Historische statische baseline gebaseerd op uitbreidingsplannen

Toekomstige marginale dynamische baseline

Andere

• RETScreen® staat één één verandering toe in de baseline gedurende de loop van het project (versie 3.0 of hoger)

• Kan worden gebaseerd op internationale, nationale of subsubnationale gebieden

• Wordt nog steeds over onderhandeld via het Kyoto Protocol • De gebruiker moet zijn keuze voor de baseline kunnen verdedigen en moet de emissiereductie niet overschatten


®

RETScreen® Faciliteerd het Kyoto Protocol, CDM en JIJI- Projecten • Clean Development Mechanisme (CDM) Projecten:

Geïndustrialiseerde landen of bedrijven die investeren in BKG-emissiereductie projecten in ontwikkelingslanden verdienen credits met deze projecten

• Kleinschalige CDM projecten kunnen vereenvoudigde baselinemethoden gebruiken

Elektriciteitsprojecten ≤ 15 MW

Energiebesparingsprojecten met besparingen ≤ 15 GWh per jaar

• Joint Implementation (JI) Projecten:

Geïndustrialiseerde landen of bedrijven verdienen BKG-emissiereductiecredits door te investeren in een land dat doelstellingen heeft voor de reductie in emissies onder het Kyoto Protocol (Annex 1 landen)

Projecten vinden vaak plaats in landen met een economie in transitie

• CDM en JI projecten moeten “additionaliteit” additionaliteit” aantonen

– emissiereductie die uitgaat boven resultaten in het referentie (baseline) scenario



3


Conclusies • RETScreen® berekent de jaarlijkse BKGBKG-emissiereductie

voor een schone energieproject, door te vergelijken met een referentiesysteem

• Gemakkelijk te gebruiken, maar voor grotere

projecten moet de gebruiker het referentie (baseline) scenario nauwkeurig definië definiëren

• Het model houdt op het niveau van prepre-

haalbaarheidsstudies rekening met nieuw opkomende regelgeving onder het Kyoto Protocol

• Om geloofwaardigheid te bewaren, moet de gebruiker de BKGBKG-emissiereductie van het voorgestelde project niet overschatten


Vragen?

Fotocredit: Environment Canada

www.retscreen.net © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

4

Financië Financiële analyse en risicorisicoanalyse met RETScreen® Software Cursus Analyse Schone Energieprojecten

Fotocredit: Green Mountain Power Corporation/ NRELPix © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Doelstellingen • Introductie van de RETScreen® methodologie voor het evalueren van de financië financiële haalbaarheid van een potentieel schone energieproject

Overzicht van belangrijke financiële invoergegevens

Overzicht van belangrijkste indicatoren voor financiële haalbaarheid

Onderzoek naar aannames voor berekeningen van de kasstromen

Onderstrepen van de verschillen tussen initiële kosten, eenvoudige terugverdientijd en belangrijke financiële indicatoren

• Demonstratie van het RETScreen® Tabblad “Financië Financiële Samenvatting” Samenvatting” • Laten zien hoe stimuleringspremies, productievergoedingen,

vergoeding voor broeikasgasreducties en belastingen kunnen worden worden meegenomen in de financië financiële analyse

• Introductie van gevoeligheidsgevoeligheids- en risicoanalyse met RETScreen® • Demonstreren van het RETScreen® Tabblad “GevoeligheidsGevoeligheids- en Risicoanalyse (Versie 3.0 of hoger)



1


Initiële kosten: $6.000 Jaarlijkse kosten: $1.000 voor brandstof* Vervangen van accu’s elke 4 jaar: ($1.500)* Revisie generator elke 2 jaar: ($1.000)*

• Zonnecellen + accu’ accu’s (voorgestelde situatie):

15

Genset generator Overhaul Revisie Brandstof Fuel Battery Replacement Vervanging accu’s Initial Cost Initiële kosten

10 5 0 0

Kosten (k$)

• Generator + accu’ accu’s (referentiesituatie):

Kosten (k$)

Initië Initiële kosten versus lopende kosten: Voorbeeld van verafgelegen Telecommunicatiestations

Initiële kosten: $15.000 Vervanging accu’s elke 5 jaar ($2.000)*

5

10

15 Jaren

20

25

15 Battery Replacement Vervanging accu’s

Initiële kosten Initial cost

10 5 0 0

5

10

15 Jaren

20

25

*Inflatie en toename energieprijzen met 2,5% © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Bepaling financië financiële haalbaarheid: Voorbeeld van verafgelegen Telecommunicatiestations

• Hoe kunnen de generator & het PVPV-systeem vergeleken worden?

Generator: lagere initiële kosten Zonnecellen: lagere jaarlijkse en periodieke kosten

• RETScreen®

Jaar tot positieve kasstroom 3,8 jr.

IRV en ROI 22,3%

Netto contante waarde $ 4,771

Cumulatieve kasstromen ($)

berekent indicatoren die kijken naar de opbrengsten en uitgaven over de levenscyclus van het project

Jaren © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

2

Berekening kasstromen: Wat doet RETScreen® ? Inkomende kasstromen

50,000,000

CumulativeKasstromen Cashflow Cumulatieve

40,000,000

30,000,000

$

20,000,000

Annual Cashflows Jaarlijkse kasstromen 40

10,000,000

0

20

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

(10,000,000)

thousands Per duizendof $ $

Brandstof besparingen Besparingen op onderhoud en operationele kosten Periodieke besparingen Stimuleringspremies Productievergoedingen BKGBKG-vergoedingen

Time (yr) Tijd (jr)

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

(20,000,000) Years

-20

Uitgaande kasstromen Investering uit eigen vermogen Jaarlijkse schuldaflossingen Betaling van onderhoudsonderhouds- en operationele kosten Periodieke kosten

-40

Indicatoren

-60 -80

-100

Year Jaren

Netto Contante Waarde Eenvoudige terugverdientijd IRV Dekking Schuldbetaling Enz.


Financië Financiële (invoer(invoer-) gegevens gebruikt door RETScreen®

• Discontovoet: Tarief gebruikt om de waarde van toekomstige kasstromen om te zetten naar het heden

• Vermeden Energiekosten:

Voor warmte- en koelingsprojecten: de prijs van brandstof in het referentiescenario Voor elektriciteitsprojecten met verkoop aan het net: de prijs betaald voor een verkochte eenheid schone energie (voor ontwikkelaars) of de marginale kosten (voor energiebedrijven) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Belangrijke (output) indicatoren voor financië financiële haalbaarheid Terugverdientijd

Netto Contante Waarde (NCW)

Interne Rentevoet (IRV & ROI)

Betekenis

# jaar nodig om Totale waarde van het additionele kosten project in huidige terug te verdienen met dollars jaarlijkse besparingen

Voorbeeld

Terugverdientijd 3 jaar

$1, $1,5 miljoen NCW

17 % IRV

Criteria

Terugverdientijd < n jaar

Positief duidt op winstgevend project

IRV > drempelwaarde

Opmerkingen • Misleidend • Negeert financiering & kasstromen op lange termijn • Gebruiken wanneer kasstroom constant is

• Goede maat • Gebruiker moet discontovoet bepalen

Renteopbrengst van project gedurende projectperiode

• Kan verkeerd gaan,

indien de kasstroom afwisselend positief en negatief wordt.


3

Vergelijking Indicatoren:

Voorbeeld Verafgelegen Telecommunicatiestations

Terugverdientijd


Interne Rentevoet (IRV & ROI)

PV vs generator*

9 jaren

$4. $4.800

22%

Besluit

Generator

PV

PV

•

Discontovoet 12%; 50% schuld gefinancierd over 15 jaren tegen 7% rente


Indicatoren voor financië financiële haalbaarheid: Voorbeeld

Verafgelegen Telecommunicatiestations

• RETScreen®

3,8 jaren tot positieve kasstroom Cumulatieve kasstroom ($)

genereert een scala aan indicatoren en een grafiek van de cumulatieve kasstroom voor het project

Jaren © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Omgaan met Onzekerheden: GevoeligheidsGevoeligheids- en risicoanalyse • In het prepre-

haalbaarheidsstadium, is er veel onzekerheid over de invoergegevens

• Hoe wordt de

winstgevendheid van het project beï beïnvloedt door fouten in de waarden opgegeven door de gebruiker? © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

4



Gevoeligheidsanalyse • Laat zien hoe de winstgevendheid van het project verandert, wanneer 2 belangrijke invoerparameters gelijktijdig varië variëren

• Bijvoorbeeld:

Initiële kosten 10% hoger dan geschat

Vermeden energiekosten 20% hoger dan geschat

Overschrijdt de IRV de drempel van 15% gewenst door de gebruiker?

• Ja, het is 15, 15,2%

Combinaties van initiële kosten en vermeden energiekosten beneden de drempel worden gekleurd © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

5

Gevoeligheidsanalyse: Parameters • RETScreen® berekent gevoeligheid van… van…

Interne rentevoet (IRV/ROI)

Jaren tot positieve kasstroom


• …voor gelijktijdige verandering in (bijvoorbeeld)… (bijvoorbeeld)…

Geleverde duurzame energie en vermeden energiekosten

Initiële kosten en vermeden energiekosten

Rentevoet lening & Looptijd lening

Netto BKG-emissiereductie & vergoeding voor BKG-emissiereductie

Geleverde Duurzame Energie & Vergoeding productie Duurzame Energie

• …met veranderingen van ± x, ±½x, en 0, waar x het

gevoeligheidsbereik is, gespecificeerd door de gebruiker © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Risicoanalyse • De gebruiker is over veel parameters niet zeker :

Gebruiker specificeert het bereik van de onzekerheid voor elke parameter (bijv., ±5%)

Alle parameters wijken tegelijkertijd en onafhankelijk af van de schatting

• Wat is het effect op de financië financiële indicatoren? © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Risicoanalyse : Simulatie Monte Carlo • RETScreen® berekent de verdeling van de financië financiële indicatoren (IRV, NCW, en jaren tot positieve kasstroom) door 500 combinaties van parameters te berekenen

Parameters variëren willekeurig volgens de onzekerheid gedefinieerd door de gebruiker

IRV is 7% van de tijd 18, 18,2±0,7%


6

Risicoanalyse : Risiconiveau • Er is slechts een risico van 10% dat de IRV buiten dit bereik komt komt

7% of the time IRR is 18.2± 18.2±0.7%

IRV en ROI (%) na belasting


Risicoanalyse : Invloed van Parameters • “Tornado grafiek” grafiek” toont:

De parameters met de grootste invloed

Hoe veranderingen in parameters effect hebben op IRV na belasting, NCW, of aantal jaar tot positieve kasstroom


Conclusies • RETScreen® houdt rekening met kasstromen uit initië initiële kosten,

energiebesparingen, onderhoudsonderhouds- & operationele kosten, brandstofkosten, belasting, vergoedingen voor BKGBKG-emissiereductie en voor productie van Duurzame Energie

• RETScreen® berekent automatisch belangrijke indicatoren voor financië financiële haalbaarheid

• De gevoeligheid van belangrijke financië financiële

indicatoren voor veranderingen in de invoer kan worden onderzocht onderzocht met RETScreen®

• Indicatoren die de winstgevendheid over de levensduur van het project bepalen zoals IRV en NCW, zijn te prefereren boven de methode van simpele terugverdientijd


7

Vragen?


8

Samenvatting van Introductiemodule Cursus Analyse van Schone Energieprojecten

Foto : Nordex Gmbh


Conclusies • Schone energietechnologieë energietechnologieën zijn marktrijp geworden, vele concurrerende toepassingen bestaan en markten groeien snel • In het initië initiële planningsstadium moeten mogelijkheden voor schone energietechnologieë energietechnologieën goed bekeken worden door planners, beslissers en mensen uit de industrie

• RETScreen® vereenvoudigt eerste evaluaties

Heeft relatief weinig invoergegevens nodig

Berekent automatisch belangrijke technische & financiële haalbaarheidsindicatoren Kost 10% van het bedrag nodig voor andere evaluatiemethoden Gestandaardiseerde procedures maken objectieve vergelijking mogelijk Verhoogt potentie voor succesvolle implementatie voor schone energieprojecten


Toename van aantal gebruikers RETScreen Software RETSctreen Software: Cumulatieve Groei van aantal gebruikers 40.908 gebruikers wereldwijd uit 196 landen

Aantal gebruikers

Toename met 200 gebruikers per week Top tien landen

31 maart 2004

Per 31 maart 2004


1

Een hulpmiddel voor capaciteitsopbouw & ondersteuning bij beslissingen RETScreen Software: gerapporteerd voorgenomen gebruik Profiel gebruikers

42.140 Online antwoorden enquetes

Type 1- Uitvoerders (36%)

Aantal gebruikers

20% Professionele Diensten 10% Projectontwikkelaars/ Eigenaren 6% Produktleveranciers Type 2- Faciliteerders (28%) 19% Opleidingsinstituten/ Onderzoekscentra 6% Financieel/ Overheid/ Multilateraal 3 % Verenigingen / Stichtingen Type 3:- Individuen (36%)

Per 31 maart 2004


Gemeenschappelijk Platform voor Projectevaluatie & Ontwikkeling

Financiers & Geldverstrekkers

Planners, Ontwikkelaars & Eigenaren

RETScreen Software

Handhavers & Beleidsmakers

Consultants & Produktleveranciers


Vragen?


2

MODULE ANALYSE WINDENERGIEPROJECTEN

Projectanalyse Windenergie Cursus Projectanalyse Schone Energie

Turbine van Energiebedrijf

Fotocredit: Nordex AG © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Doelstellingen • Herhalen basiskennis

windenergiesystemen

• Behandelen hoofdpunten

Projectanalyse Windenergie

• Introductie RETScreen®

Projectmodel Windenergie


Waarin voorzien windenergiesystemen? • Elektriciteit voor

Centrale netwerken

Geïsoleerde netwerken

San Gorgino Windfarm, Palm Springs, California, VS

Autonome energievoorziening Water pompen

…maar ook…

Ondersteuning van zwakke netwerken Verminderde invloed van prijsschommelingen Minder transport- en distributieverliezen

Fotocredit: Warren Gretz/ NREL Pix


1

Beschrijving Windturbine •

•

Componenten

Rotor

Tandwielkast

Mast

Fundering

Besturing

Generator

Schema van een wind turbine met horizontale as Rotorbladen

Bestreken oppervlak bladen

Ashoogte

Types

Nacelle met generator en tandwielkast

Rotor diameter

Mast

Horizontale as

Meest gebruikelijk

Kruimechanisme zet rotor op de wind

Verticale as

Minder gebruikelijk

Ondergrondse elektrische verbinding

Fundering

(vooraanzicht)

(Zijaanzicht) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Gebruik van Windenergie • Autonoom bedrijf

Autonome turbine 10 kW, Mexico

Kleine turbines (50 W tot 10 kW)

Accu's laden

Water pompen

• Geïsoleerd Netwerk

Turbines normaal tussen 10 en 200 kW Lagere productiekosten in afgelegen gebieden: wind-diesel hybride systemen Hoog of laag aandeel wind

• Centraal Netwerk

Turbines tussen 200 kW en 2 MW

Windparken van meerdere turbines

Fotocredit: Charles Newcomber/ NREL Pix © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Elementen van Windenergieprojecten • Bepaling

Windenergieaanbod

• Evaluatie milieueffecten

• Vergunningen • Ontwerp

Installatie 40-m hoge meteorologische mast, Quebec, Canada Fotocredit: GPCo Inc.

• Constructie

Wegen

Elektriciteitskabels

Trafostations

Onderstation, Californië, VS Fotocredit: Warren Gretz/NREL Pix © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

22

Windaanbod • Hoge gemiddelde windsnelheden zijn essentieel

4 m/s als jaarlijks gemiddelde is het minimum

Normaal wordt windaanbod overschat

Windsnelheid neemt normaalgesproken toe met de hoogte

• Goed aanbod

Kustgebieden

Toppen van lange hellingen

Passen

Open terrein

Valleien die de wind kanaliseren

1 MW Turbine Power Curve Vermogenskromme 1 MW Turbine 1,200

• Normaal meer wind in

Winter dan zomer

Dag dan nacht

Power(kW) (kW) Vermogen

1,000 800 600 400 200 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Wind speed Windsnelheid (m/s)(m/s) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Kosten Windenergiesysteem •

•

Windparken

$ 1.500/kW opgesteld vermogen

O&M: $ 0,01/kWh

Verkoopprijs: $ 0,04-$ 0,10/kWh

Autonome turbines & geïsoleerde netwerken

•

Haalbaarheidsstudie Ontwikkeling Engineering Turbines Rest installatie

Hogere kosten (meer projectspecifiek)

0% 20% 40% 60% 80% Aandeel in geïnstalleerde kosten

Haalbaarheidsstudie, ontwikkeling & engineering vertegenwoordigen een groter deel van de kosten

Verwacht vervanging van één groot onderdeel tegen 20 tot 25% van de initiële kosten

Rotorbladen of tandwielkast © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Aandachtspunten windenergieprojecten • Goed windaanbod verlaagt productiekosten enorm

Goede bepaling aanbod is een investering waard

• Extra bronnen voor inkomsten

Productievergoeding van overheid/ energiebedrijf of tarieven voor groene stroom Verkoop van Emissiereductiecredits

• Beperkingen en criteria

Aanvaardbaarheid voor milieu

Acceptatie door locale bevolking

Aansluiting op netwerk en transportcapaciteit

• Financiering, rentetarieven, wisselkoersen

Turbine van het Le Nordais Windpark, Quebec, Canada


32

Voorbeelden: Europa en VS

Windenergiesystemen Centraal Netwerk •

Discontinue opwekking is geen probleem: 17% van elektriciteit in Denemarken komt uit wind, geen extra reserve capaciteit

•

Snelle projecten (2 tot 4 jaar) die kunnen groeien om aan vraag te voldoen

Windpark aan de kust, Denemarken

Fotocredit: Danmarks Tekniske Universitet

•

Land kan voor andere doeleinden worden gebruikt, zoals landbouw

•

Particulieren, bedrijven en cooperaties hebben en exploiteren soms ook losse turbines

Windpark in Palm Springs, California, VS



Voorbeelden: India en Canada

Windenergiesystemen voor geï geïsoleerd netwerk • Opwekking elektriciteit in afgelegen gebieden duur vanwege transportkosten diesel

Windturbines verminderen het gebruik van diesel

• Betrouwbaarheid en onderhoud zijn belangrijk 50-kW Turbine, Nunavut, Canada Installatie van een 50-kW Turbine, West Bengaal, India

Fotocredit: Paul Pynn/ Atlantic Orient Canada

Fotocredit: Phil Owens/ Nunavut Power Corp. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: VS, Brazillie en Chili

Autonome Windenergiesystemen •

Elektriciteit voor kleine vermogens in winderige gebieden zonder netwerk

• • •

Accu's geven elektriciteit in kalme periodes Water pompen: waterreservoir is opslag Kan worden gebruikt in combinatie met generatoren op fossiele brandstof en/of met zonnepanelen in een hybride systeem Elektriciteit voor een telecommunicatietoren Arizona, VS

Fotocredit: Southwest Windpower/ NREL Pix

Elektriciteit voor een afgelegen dorp, Brazilië

Fotocredit: Roger Taylor/ NREL Pix

Hybride Windenergiesysteem, Chili

Fotocredit: Arturo Kunstmann/ NREL Pix © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

42

RETScreen® Windenergie Projectmodel • Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassen

Centraal netwerk, Geïsoleerd netwerk en autonoom bedrijf Losse turbines en windparken Rayleigh, Weibull, of door gebruiker gebruiker gedefinieerde frequentieverdeling windsnelheid

• Slechts 1 invoergegeven voor

RETScreen® versus 8.760 voor een simulatiemodel op uurbasis

• Nu nog niet meegenomen:

Systemen met autonoom bedrijf die opslag nodig hebben © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen® Berekeningen Windenergie

Bereken energiekromme

Bereken niet aangepaste energieproductie

Bereken bruto energieproductie

Bereken opgewekte duurzame energie

Bereken geleverde duurzame energie

Zie Elektronisch Handboek Analyse Schone Energieprojecten: RETScreen® Engineering en Cases

Bereken andere extra hoeveelheden

Hoofdstuk Projectanalyse Windenergie


Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® Windenergieprojectmodel • RETScreen® vergeleken met HOMER’s urensimulatie

10 turbines van 50 kW elk geïnstalleerd in Kotzebue, Alaska Retscreen’s schatting van jaarlijkse energieproductie is binnen 1,1% van HOMER

• RETScreen® vergeleken met gemeten data van zelfde systeem: Periode

RETScreen Energie (MWh)

Gemeten Energie (MWh)

Verschil

1998 (3 turbines)

250

271

-8%

1999-2000

1.057

1.170

-10% © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

52

Conclusies • Windturbines wel of niet gekoppeld aan netwerk • Een goed windaanbod is een belangrijk factor • Productievergoedingen of tarieven voor groene stroom zijn belangrijk voor netgekoppelde projecten

• RETScreen® berekent energieproductie gebruikmakend van jaardata met een vergelijkbare precisie met simulatiemodellen op uurbasis

• RETScreen® kan aanzienlijke besparingen opleveren in de kosten van pré-haalbaarheidsstudies


Vragen? Module Analyse Windenergieprojecten RETScreen® Internationale cursus voor Analyse Schone Energieprojecten

Voor meer informatie bezoek de RETScreen Website op

www.retscreen.net


6

MODULE ANALYSE KLEINSCHALIGE WATERKRACHTPROJECTEN

Projectanalyse Kleinschalige Waterkracht Cursus Projectanalyse Schone Energie

Run-of-River Kleinschalig Waterkrachtproject, Canada

Fotocredit: SNC-Lavalin © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Doelstellingen • Herhalen basiskennis Kleinschalige Waterkrachtcentrales

• Behandelen hoofdpunten

Projectanalyse Kleinschalige Waterkracht

• Introductie RETScreen® Projectmodel Kleinschalige Waterkracht


Waarin voorzien kleinschalige waterkrachtcentrales? • Elektriciteit voor

Centrale netwerken

Geïsoleerde Netwerken

Autonome elektriciteitsvoorziening

…maar ook…

Betrouwbaarheid

Hele lage bedrijfskosten

Verminderde invloed voor prijsschommelingen

Fotocredit: Robin Hughes/ PNS


1

Beschrijving kleinschalige waterkrachtcentrales

Reservoir

Verval (m)

Stuwdam en spilsluis

Krachtcentrale

Vuilrooster Elektrische

Drukpijp

Verbinding met elektriciteitsnet Verdeelstation

Regeling

Debiet (m3/s) uitlaat

Generator Turbine

Vermogen in kW ≈ 7 x Verval x Debiet

Waterinlaat


“Kleinschalige” Kleinschalige” Waterkrachtprojecten • “Kleinschalig” Kleinschalig” is niet universeel gedefinieerd

Grootte van project niet alleen gerelateerd aan elektrisch vermogen, maar ook aan hoge of lage verval

Typisch

RETScreen® Debiet

Vermogen

Micro

RETScreen® Buisdiameter

< 100 kW

< 0,4 m3/s

< 0,3 m

Mini

100 to 1.000 kW

0,4 to 12,8 m3/s

0,3 to 0,8 m

Klein

1 to 50 MW

> 12,8 m3/s

> 0,8 m


Soorten Kleinschalige Waterkrachtprojecten • Soort netwerk

Centraal netwerk

Geïsoleerd netwerk of autonoom

17,6-MW Run-of-River Waterkrachtproject, Massachusetts, VS

• Soorten civiele werken

“Run-of-river”

Geen wateropslag

Vermogen varieert met beschikbaar debiet in rivier: lager gegarandeerd vermogen

Fotocredit: PG&E National Energy Group/ Low Impact Hydropower Institute

4,3-MW Run-of-River Waterkracht Project, Oregon, VS

Reservoir

Hoger gegarandeerd vermogen, jaar rond

Normaal aanzienlijke dam nodig

Fotocredit: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

2

Componenten: Civiele werken • Bepaalt normaalgesproken 60% van de initië initiële kosten van de installatie

• Scheidingsdam of stuw

Simpel geconstrueerde lage dam voor run-of-river

Beton, hout, metselwerk

Alleen kosten voor dam kunnen het project al onhaalbaar maken

• Water doorgang

Inlaat met vuilrooster en sluisdeur; uitlaat bij uitgang

Gegraven kanaal, ondergrondse tunnel en/of drukpijp

Kleppen/sluisdeur bij in-uitgang turbine voor onderhoud

Fotocredit: Ottawa Engineering

• Krachtcentrale

Gebouw voor turbine, mechanische en elektrische installatie © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Componenten: Turbine • Op schaal verkleinde versie van grootschalige

Pelton Turbine

waterkrachtturbines

• Rendement van 90% mogelijk • Bij runrun-ofof-river is debiet tamelijk wisselend

Turbine moet goed functioneren bij een range van debieten, of meerdere turbines moeten worden gebruikt

Fotocredit: PO Sjöman Hydrotech Consulting

• Reactie: Francis, propeller met vaste hoek, Kaplan

Francis Turbine

Voor toepassingen met lage tot gemiddelde verval Turbines die geheel onder water staan die gebruik maken van waterdruk en kinetische energie

• Impuls: Pelton, Turgo, Crossflow

Voor toepassing met hoge verval

Gebruikt kinetische energie van een straal water met hoge snelheid Fotocredit: PO Sjöman Hydrotech Consulting

Componenten: Elektrische en overige onderdelen • Generator

Inductie

Moet in contact staan met andere generatoren

Gebruikt om grote netwerken te voeden met elektriciteit

Synchroon

Kan geïsoleerd van andere generatoren functioneren

Voor autonome toepassing en geïsoleerde netwerken

• Overige onderdelen

Snelheidsregelaar om snelheid turbine & generator gelijk te maken

Kleppen, elektronische regelingen, beveiliging

Transformator © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

3

Wereldwijde potentie waterkracht • Er valt meer regen op de continenten dan er verdampt • Voor evenwicht, moet de regen door rivieren naar de oceanen stromen

Technisch potentieel (TWh/year)

% Ontwikkeld

Afrika

1.150

3

Zuid-Azië en Midden Oosten

2.280

8

China

1.920

6

Vroegere Sovjet Unie

3.830

6

970

55

3.190

11

Noord-Amerika Zuid-Amerika Centraal-Amerika Europa

350

9

1.070

45

Australazië

200

19

Bron: Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Locatie waterkracht • Erg plaatsafhankelijk: een geschikte rivier is nodig!

Hoogteverschil over een relatief korte afstand (verval)

Acceptabele variatie in debiet over tijd: debiet-tijdsduurkromme

Rest-debiet reduceert debiet beschikbaar voor kracht

• Bepalen van debietdebiet-

Metingen van debiet over tijd Grootte van afvoer boven de locatie, specifieke “runoff” en de vorm van de debiet-tijdsduurkromme

Debiet-tijdsduurkromme Flow-Duration Curve

50.0 3/s) Flow(m (m³/s) Debiet

tijdsduurkromme gebaseerd op

40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 PercentPercentage Time Flow Equalled or>= Exceeded (% ) tijd debiet (%) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Kosten Kleinschalige Waterkrachtcentrales • 75% van de kosten zijn locatie gebonden • Hoge initië initiële kosten

Maar civiele werken en apparatuur kunnen > 50 jaar mee

Fotocredit: Ottawa Engineering

• Hele lage bedrijfsbedrijfs- en onderhoudskosten

Een deeltijdoperator is normaal voldoende

Periodiek onderhoud van grote onderdelen vereist externe bedrijven

• Projecten met hoge verval zijn meestal goedkoper • Normale range: $ 1.200 tot $ 6.000 per geï geïnstalleerde kW © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

4

Aandachtspunten bij kleinschalige waterkrachtprojecten • Houd kosten laag door eenvoudig ontwerp en praktische, gemakkelijk te bouwen civiele infrastructuur

• Bestaande dammen en civiele infrastructuur kunnen worden gebruikt

• Ontwikkelduur 2 tot 5 jaar

Studies over aanbod en milieueffecten: vergunningen

• Vier fasen in engineering:

Verkenningsstudies / hydraulische studies

Pré-haalbaarheidsstudie

Haalbaarheidsstudie

Systeemplanning en projectontwerp Fotocredit: Ottawa Engineering © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Milieueffecten Kleinschalige Waterkracht • Kleinschalige ontwikkeling van waterkracht kan verandering brengen brengen in:

Visstand

Landschapsschoon

Gebruik voor verkeer en recreatie

• Impact en eisen aan evaluatie van milieueffecten hangen af van locatie locatie en type project:

Run-of-river bij bestaande dam: relatief klein

Run-of-river bij niet ontwikkelde locatie: dam/stuw/aftakkingconstructie

Projecten met wateropslag: meer effecten die toenemen met de schaal van het project


Voorbeelden: Slowakije, Canada en VS

Centrale Netwerken, Kleinschalige Waterkrachtcentrales • RunRun-ofof-river projecten zullen netwerk voeden

Kleine waterkrachtcentrale, zuidoosten VS

wanneer er debiet is

• In eigendom van energiebedrijven of van onafhankelijke energieproducenten met langlopende koopcontracten

Fotocredit: CHI Energy

2,3-MW, 2 Turbine, Jasenie, Slowakije

Fotocredit: Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse

Kleine waterkrachtcentrale, Newfoundland, Canada

Fotocredit: CHI Energy © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

5

Voorbeelden: VS en China

Geï Geïsoleerd netwerk; Kleinschalig Waterkrachtcentrale Kleine Waterkrachtgeneratoren, China

• Afgelegen nederzettingen • Afgelegen bewoners en industrie

Fotocredit: International Network on Small Hydro Power

• Hogere prijs betaald voor elektriciteit

• RunRun-ofof-river projecten King Cove 800 kW Kleine Waterkrachtcentrale, Stad met 700 mensen Fotocredit: Duane Hippe/ NREL Pix

hebben normaal additionele capaciteit nodig en kunnen meer debiet verwerken dan nodig voor vraag © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen® Kleinschalige Waterkrachtmodel • Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassen

Centraal netwerk, geïsoleerd netwerk en autonome centrale

Een enkele microturbine tot meerdere kleine turbines “Formules” voor kostprijsberekening

• Nog niet meegenomen:

Seizoenvariatie in de belasting van geïsoleerde netwerken Variatie in verval bij projecten met opslag (gebruiker moet gemiddelde waarde invoeren) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen® Energieberekening Kleinschalige Waterkracht

Debiet-Tijdsduur Kromme

Belastingtijdsduurkromme

Berekening rendementskromme turbine

Berekening capaciteit installatie

Berekening vermogen-tijdsduur kromme

Berekening beschikbare duurzame energie

Zie Elektronisch Handboek Analyse Schone Energieprojecten: RETScreen® Engineering en Cases Hoofdstuk Projectanalyse Kleinschalige Waterkrachtprojecten

Berekening geleverde duurzame energie (centraal netwerk

Berekening geleverde duurzame energie (geïsoleerd netwerk en autonoom)


6

Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® Project model voor Kleinschalige Waterkracht

Vergeleken met data van fabrikant van een geïnstalleerde 7 MW GEC Alsthom Francis turbine

• Capaciteit en opbrengst centrale

Vergeleken met HydrA bij een Schotse locatie

Alle resultaten binnen 6,5%

100% Rendement (%)

• Rendement Turbine

80%

Fabrikant

RETScreen

60% 40%

Rendementskromme waterkrachtturbine

20%

RETScreen versus fabrikant

0% 0%

20%

40%

60%

80%

100%

Percentage van nominaal debiet

• Formules voor kostprijsberekening

Vergeleken met RETScreen®, binnen 11% van een gedetailleerde kostenraming voor een 6 MW project in Newfoundland © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Conclusies • Kleinschalige waterkrachtprojecten (tot 50 MW) kunnen

elektriciteit leveren aan centrale of geï geïsoleerde netwerken en autonome energievoorzieningen

• RunRun-ofof-river projecten

Lagere kosten & minder milieueffecten

Maar backup vermogen is nodig bij geïsoleerde netwerken

• Initië Initiële kosten hoog en voor 75% locatie gebonden • RETScreen® maakt schatting van vermogen, gegarandeerd vermogen, opbrengst en kosten gebaseerd op kenmerken locatie zoals debietdebiet-tijdsduurkromme en verval

• RETScreen® kan de kosten van een pré pré-haalbaarheidsstudie aanzienlijk verlagen


Vragen? Module Analyse Kleinschalige Waterkrachtprojecten RETScreen® Internationale cursus voor Analyse Schone Energieprojecten


www.retscreen.net


7

MODULE FOTOVOLTAÏSCHE PROJECTANALYSE

Projectanalyse Fotovoltaï Fotovoltaïsche systemen Cursus Projectanalyse Schone Energie

Fotovoltaics op National Research Laboratory, Quebec, Canada

Fotocredit: CANMET Energy Technology Centre -Varennes


Doelstellingen

• Herhalen basiskennis fotovoltaï fotovoltaïsche (PV) systemen

• Behandelen hoofdpunten voor PVPV- projectanalyse

• Introductie van RETScreen

®

PVPV-Projectmodel


Waarin voorzien PVPV-systemen? • Elektriciteit (AC/DC)

Solar Home Verlichtingssysteem West-Bengaal, India

• Water pompen …maar ook…

Betrouwbaarheid

Eenvoud

Modulariteit

Image

Stilte Fotocredits: Harin Ullal (NREL PIX) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

1

Componenten van PVPV-systemen • Modules Cel

• Opslag: accu's tank • Vermogensregelaar

omzetter

laadregelaar

gelijkrichter

DC-DC omzetter

Bron: Fotovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.

• Andere generatoren: Diesel/gasolie, windturbine • Pomp © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Netgekoppelde systemen • Integratie PV

Decentraal

Gecentraliseerd

Gecentraliseerde PV-productie

• Type Netwerk

Centraal

Geïsoleerd

meter Decentrale opwekking

meter

• Normaal niet

rendabel zonder subsidies

elektriciteitsnet Bron: Fotovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Autonome Systemen • Configuratie

Op zichzelf staand

Hybride

PV Array

generator

Vermogensregelaar

• Vaak rendabel

Vooral voor kleine vermogens (< 10 kWp)

batterij TV-Radio-Transmitter

Lagere kapitaallasten dan bij uitbreiden net

Lagere O&M-kosten dan generatoren en primaire accu's

Bron: Fotovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

2

Systeem om water te pompen • Speciale klasse van autonome

PV Array

systemen

• Vaak rendabel

Vermogensregelaar

Watervoorziening voor dieren

Watervoorziening voor dorpen

Watervoorziening in huizen

Pomp

Bron: Fotovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Zonaanbod • 1 Wp van PV= 800 tot 2.000 Wh per jaar

Breedtegraad

Bewolking

• Zonaanbod in winter is kritisch voor autonoom systeem

Grotere kantelhoek (breedtegraad +15º)

Hybride systeem Fotocredit: Environment Canada

• Jaarlijkse zonaanbod kritisch voor netgekoppeld systeem

Zonnevolgsysteem wanneer het aandeel directe instraling hoog is © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Correlatie tussen zonaanbod en belasting Positief

• Seizoenscorrelatie

Negatief

Irrigatie Systemen

in

zomerhuisjes Fotocredit: Sandia Nat. Lab. (NREL PIX)

• Dagelijks correlatie Positief,

Bron: Fotovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds.

Nul

nul & negatief Fotocredit: BP Solarex (NREL PIX) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

3

Voorbeelden van kosten PVPV-systemen

Netgekoppeld huis, 1 kW (38ºN, Californië)

Autonoom, Telecommunicatie, hybride 2,5 kW (50ºS, Argentinië)

Array Batterij Ontw.&Install Generator Brandstof Bedrijfskosten Overige

Array Omzetter Installatie Overige

Energie = 1,6 MWh/jaar

Energie = 5 MWh/jaar, (PV=50%)

Kosten = $ 0,35/kWh

Kosten = $ 2,70/kWh

Netwerkkosten = $ 0,08/kWh

Generator/accu kosten = $ 4,00/kWh © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Aandachtspunten Fotovoltaï Fotovoltaïsche Projecten • Afstand tot netwerk • Kosten van werkbezoeken

• Sociale aspecten • Niet meetbare waarden

• O&MO&M-kosten • Betrouwbaarheid versus kosten • Managen van verwachtingen

Imago

Milieuvoordelen

Minder lawaai en visuele vervuiling Modulair en simpel

NorthwesTel Mountaintop Versterkingsstation, noord Brits-Colombia, Canada


Voorbeelden: Tibet, Botswana, Swaziland en Kenia

“Solar Home” Home” Systemen en Zonnelampen • Kosten netwerkuitbreiding • Kleine vermogens

Batik voor leerdoeleinden

Solar Home Systeem

• Lokaal onderhouden • Eenvoudig • Betrouwbaar

Fotocredit: Frank Van Der Vleuten (Renewable Energy World)

Woning voor staf medische kliniek

Fotocredit: Energy Research Center Nederland


Fotocredit: Simon Tsuo (NREL PIX)

Solar Home Systeem

Fotocredit: Energy Research Center Nederland © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

4

Voorbeelden: Finland en Canada

Afgelegen huizen en zomerhuisjes • Modulair

Zomerhuis

Woning

• Eenvoudig • Minder lawaai • Geen elektriciteitselektriciteitskabels

Fotocredit: Fortum NAPS (Fotovoltaics in Cold Climates)


Hybride Systeem

• Zomerhuisjes:

Seizoenscorrelatie belasting

• Hele jaar door: Hybride systemen


Voorbeelden: Marokko en Brazilië Brazilië

Hybride elektriciteitsvoorziening voor dorpen • Kosten uitbreiden netwerk onbetaalbaar • Kosten diesel en onderhoud generator hoog • Menselijke aspecten

Verwachtingen

Managen van eisen

Sociale impacts

Dorp

Ruraal College

Fotocredit: BP Solarex (NREL PIX)

Fotocredit: Roger Taylor (NREL PIX) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Antarctica and Canada

Industrieel systeem: Telecommunicatie & Monitoring • Erg afgelegen locaties… locaties…

Kosten voor O&M Kosten voor generator en PV complementair

• …en zelfs locaties dichtbij netwerk… netwerk…

Kosten transformator

Kan worden verplaatst

Betrouwbaarder dan netwerk

Seismisch Monitoring Systeem

Monitoring Systeem bij gasbron

Fotocredit: Soltek Solar Energy


5

Voorbeelden: Zwitserland en Japan

Netgekoppelde gebouwen met PV • Normaalgesproken niet

rendabel zonder subsidies

• Gerechtvaardigd door:

Imago

Milieuvoordelen

Marktprikkels (subsidies)

Zonnedaken

Fotocredit: Atlantis Solar Systeme AG

• Langdurige betrokkenheid van fabrikanten, overheden en energiebedrijven hebben kosten verminderd

PV geïntegreerd in glas kantoren Fotocredit : Solar Design Associates (IEA PVPS) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: India en VS

PVPV-systemen voor waterpompen • Rendabel wanneer nietniet-

Water voor huishoudens

netgekoppeld

• Correlatie met belasting

Opslag in watertank Seizoenscorrelatie

• Verbeterde waterkwaliteit • Gemak

Waterpomp voor dieren

• Betrouwbaar • Eenvoudig

Fotocredit: Jerry Anderson, Northwest Rural Public Power District (NREL PIX)

Fotocredit: Harin Ullal, Central Electronics Ltd. (NREL PIX) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen® Fotovoltaï Fotovoltaïsch Projectmodel • Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassen

Netgekoppeld (centrale of geïsoleerde netwerken) Autonoom (PV-accu of PV-generatoraccu) Water pompen

• Slechts 12 invoergegevens

versus 8.760 voor simulatiemodel op uurbasis


Concentrerende systemen

Kansberekening behoefte > levering © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

6

RETScreen® PV Energieberekening

Bereken zonneaanbod in vlak van PV-array

Bereken energie geleverd door PV-array Netgekoppeld model

Autonoom model

Bereken verliezen omzetter

Bereken de vraag direct geleverd door PV-array (overeenkomende vraag)

Vermenigvuldig met gemiddelde pomp/systeemrendement

Bereken niet geabsorbeerde deel door het net

Bereken de vraag geleverd uit accu

Reken om naar hydraulische energie

Waterpompmodel

Bereken de vraag geleverd door generator (alleen hybride systemen)

Zie Elektronisch Handboek Analyse Schone Energieprojecten: RETScreen® Engineering en Cases Hoofdstuk Fotovoltaïsche Projectanalyse

Bereken geleverde energie


Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® PVPV-Projectmodel • PV/generator/accu hybride systeem in Argentinië Argentinië vergeleken met Homer’ Homer’s simulatie op uurbasis

500 WAC belasting

1 kWp array, 60 kWh accu, 7,5 kW generator, 1 kW omvormer 250

160

HOMER RETScreen

HOMER RETScreen

140

200

Gebruik (L0(L) Gensetgenerator consumption

PV Vermogen (kWh) PV Power (kWh)

120 100 80 60 40

150

100

50 20 0

0 Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

Jan

Feb

Month Maand

Vergelijking PV Energieproductie berekend door RETScreen en HOMER

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

Month Maand

Vergelijking brandstofverbruik generator RETScreen en HOMER © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Conclusies • PV voor netgekoppeld & autonome systemen en waterpompen • Het zonnezonne-aanbod is goed rondom de wereld

PV-systemen geïnstalleerd in alle klimaten

• Kapitaallasten hoog

Autonoom rendabel Subsidies nodig voor netgekoppeld

• RETScreen® is een jaaranalyse met maandelijkse berekeningen van aanbod, dat vergelijkbare nauwkeurigheid kan bereiken als simulatiemodellen op uurbasis

• RETScreen® kan de kosten van een pré pré-haalbaarheidsstudie aanzienlijk verlagen


7

Vragen? Module Fotovoltaïsche Projectanalyse RETScreen® Internationale cursus voor Analyse Schone Energieprojecten


www.retscreen.net


8

MODULE ANALYSE GECOMBINEERDE WARMTE- EN KRACHTPROJECTEN

Analyse Gecombineerde WarmteWarmte- en Krachtproject Cursus Analyse Schone Energieprojecten

Gecombineerde Warmte- en Krachtinstallatie Fotocredit: Warren Gretz, DOE/NREL PIX © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Doelstellingen

• Overzicht geven met basiskenmerken Gecombineerde WarmteWarmteen Krachtsystemen (WKK)

• Illustreren van belangrijke

aandachtspunten bij analyse van WKKWKK-projecten

• Introductie van RETScreen model voor WKKWKK-projecten ®


Waarin voorziet Gecombineerde Warmte en Kracht (WKK)? • Elektriciteit • Warmte

Gebouwen

Nederzettingen/dorpen

Industriële processen

Biomassacentrale, USA

…maar ook…

• Verhoogd energierendement • Minder afval en emissies • Minder transporttransport- en distributieverliezen

• Een mogelijkheid om een

Fotocredit: Andrew Carlin, Tracy Operators/NREL PIX

warmtedistributiesysteem te gebruiken (stadsverwarming)

• Koeling © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

1

Motivatie voor WKKWKK-systemen • Traditionele centrale elektriciteitssystemen zijn niet efficië efficiënt

Eén- tot tweederde van de energie gaat verloren als warmte

Deze warmte, die anders verloren gaat, kan worden gebruikt voor industriële processen, verwarming en warm tapwater, koeling, etc.

• Kracht heeft een

Duurzame biomassa geothermisch 1.024

hogere waarde dan warmte

Eigen gebruik elektriciteitsConversie verliezen bij centrale 963 Totale productie via warmte Primaire 24.726 Transmissie- en Energie distributieOlie 3.215 Input verliezen 1.338 voor Gas 8.384 elektriciteitsBruto productie Industrie 5.683 Elektriciteit Netto elektriciteits40.180 elektriciteitsgeleverd productie Nucleair 7.777 aan klanten Niet-industrie 7.470 productie 15.454 Waterkracht 2.705 13.153 14.491

Steenkool 17.075

Aanpgepast van World Alliance for Decentralized Energy © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Het WKKWKK-concept • Gelijktijdige productie van twee of meer typen bruikbare energie van één één enkele energiebron (Ook wel coco-productie genoemd)

• Gebruik van afvalwarmte uit krachtopwekkingssystemen Rookgas 15 eenheden

Rendement warmteterugwinning (55/70)= 78,6 % Totaal rendement ((30+55)/100)=85,0 %

Warmte 55 eenheden

WTW

Warmtelast

Stoomgenerator

Warmte en Rookgas 70 eenheden

Brandstof 100 eenheden

Kracht 30 eenheden

Krachtinstallatie

Generator

Elektrische Belasting


Omschrijving WKK (1) Installatie & Technologie • Koelinstallatie

Compressor Absorptiekoeler Warmtepomp, etc

• WarmteWarmte-installatie

Boiler / Verbrandingskamer / Heater Terugwinning afvalwarmte Warmtepomp, etc.

Gasturbine Fotocredit: Rolls-Royce plc

• Krachtinstallatie

Gasturbine Gasturbine - STEG Stoomturbine Zuigermotor Brandstofcel, etc.

Koelinstallatie Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

2

Omschrijving WKK (2) Typen brandstof • Fossiele brandstoffen

Aardgas Diesel (#2 olie) Steenkool, etc.

• Hernieuwbare brandstoffen

Houtafval Stortgas Biogas Restproducten landbouw Bagasse Energiegewassen, etc.

Biomassa voor WKK Fotocredit: Warren Gretz, DOE/NREL

Geothermische Geiser

• Geothermische energie • Waterstof, etc.

Fotocredit: Joel Renner, DOE/ NREL PIX © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Omschrijving WKK (3) Toepassingen • • • • •

Alleenstaande gebouwen

WKK Kitchener City Hall

Commercieel en industrieel Meerdere gebouwen Warmtedistributiesystemen Industrië Industriële processen Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan

WKK op stortgas voor warmtedistributiesysteem, Zweden

Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan

Microturbine in kassen Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Warmtedistributiesystemen • Warmte van een WKKWKK-installatie kan naar meerdere dichtbij gelegen gebouwen gedistribueerd worden voor warmte en koeling

Geïsoleerde stalen buizen worden 0,6 tot 0,8 m onder de grond gelegd

• Voordelen boven ieder gebouw een eigen installatie

Hoger rendement Emissie controle op één enkele installatie Veiligheid Comfort Gemak in bedrijfsvoering

• Initië Initiële kosten normaal

Energiecentrale met WKK

Buizen voor warmtedistributiesysteem

Fotocredit: SweHeat

Fotocredit: SweHeat

gesproken hoger


3

Kosten WKKWKK-systemen • Kosten varië variëren zeer • Initië Initiële kosten

Krachtinstallatie Warmte-installatie Koelinstallatie Elektrische aansluiting Toegangswegen Warmtedistributienetwerk

• Wederkerende kosten

RETScreen® type krachtinstallatie Typische kosten installatie ($/kW) Zuigermotor

700 tot 2.000

Gasturbine

550 tot 2.500

Gasturbine - STEG

700 tot 1.500

Stoomturbine

500 tot 1.500

Geothermisch systeem

1.800 tot 2.100

Brandstofcel

4.000 tot 7.700

Windturbine

1.000 tot 3.000

Waterkrachtturbine

550 tot 4.500

Fotovoltaïsche module

8.000 tot 12.000

Opm.: typische kosten voor installaties in Canadese $ per 1 januari 2005. Brandstof Wisselkoers in die tijd was ruweg 1 CAD= 0,81 USD en 1 CAD= 0,62 Euro Bedrijfsvoering & onderhoud Reparatie & vervanging van onderdelen © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Aandachtspunten WKKWKK-project • Betrouwbare, lange termijntoevoer van brandstof • Kapitaalkosten moeten onder controle worden gehouden • Klant nodig voor zowel warmte als kracht

Verkoop elektriciteit aan net moet onderhandeld worden als niet alles ter plekke wordt gebruikt

• Installatie wordt normaal gesproken gedimensioneerd op

basisbelasting voor warmte (d.w.z. de minimale warmtelast onder normale bedrijfsomstandigheden)

Warmteopbrengst is normaal 100% tot 200% van de elektriciteitsopbrengst

Warmte kan worden gebruikt voor koeling door absorptiekoelers

• Spreiding van risico in verband met onzekerheden in toekomstige elektriciteitselektriciteits- of aardgasprijs


Voorbeeld: Canada

Alleenstaande gebouwen • Gebouwen die warmte, koeling en een betrouwbare elektriciteitselektriciteitsvoorziening nodig hebben

Ziekenhuizen, scholen, commerciële gebouwen, etc.

Zuigermotor Fotocredit: GE Jenbacher

Ziekenhuis, Ontario, Canada Fotocredit: GE Jenbacher

Stoomketel met w.t.w. uit rookgassen Fotocredit: GE Jenbacher © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

4

Voorbeeld: Zweden en VS

Meerdere gebouwen • Groepen gebouwen gevoed door een centrale energiecentrale met warmte/koeling

Universiteiten, commerciële complexen, nederzettingen, ziekenhuizen, industriële complexen, etc. Warmtedistributiesysteem

Centrale met warmtedistributiesysteem

Turbine gebruikt op MIT, Cambridge, Mass. USA

Photo Credit: SweHeat


Voorbeeld: Brazilië Brazilië

Industrië Industriële processen Bagasse voor proceswarmte in een fabriek, Brazilië

• Industrieë Industrieën met een hoge, constante warmtewarmteen koelvraag zijn goede kandidaten voor WKK brandstof verbrander

compressor

gasturbine

Elektrische belasting

generator

Fotocredit: Ralph Overend/ NREL Pix

lucht

rookgas naverbranding WTW-stoom generator

• Ook toepasbaar in

stoom

stoomturbine

generator

Afname punt

industrieë industrieën die afval produceren dat gebruikt kan worden om warmte en kracht op te wekken


Afnamepunt tegendruk Warmte- Warmtelast last condensor


Voorbeeld: Canada en Zweden

Stortgas

• Vuilnisbelt produceert

methaan als afval afbreekt

• Dit kan worden gebruikt als de brandstof voor koelingskoelings-, warmtewarmteen krachtprojecten

Opvangcyclus Stortgas

Stoomproductie

Proces Buizenstelsel voor opvangen stortgas

Compressor Filter

Koeler/ droger

Elektriciteitsproductie Fakkel Fotocredit: Gaz Metropolitan

WKK op stortgas voor warmtedistributiesysteem, Zweden Fotocredit: Urban Ziegler, NRCan © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

5

RETScreen model WKKWKK-project ®

• Wereldwijde analyse van energieproductie,

levenscycluskosten en reductie broeikasgasemissie

Koeling, warmte, kracht en alle combinaties hiervan Gas- of stoomturbines, zuigermotoren, brandstofcellen, ketels, compressoren, enz. Groot scala aan brandstoffen, variërend van fossiele brandstoffen tot biomassa en geothermische Variëteit in operationele strategieën Rekenmodel voor stortgas Warmtedistributiesysteem

• Inclusief:

Meerdere talen, omrekenmodule eenheden, en hulpmiddelen voor gebruiker © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

RETScreen Model WKKWKK-Project ®

Warmteinstallatie

Brandstof

• Mogelijkheden voor

Warmte

Warmtelast

Teruggewonnen warmte

Warmte

meerdere typen projecten

Alleen warmte

Alleen kracht

Alleen koeling

Gecombineerde warmte en kracht

Gecombineerde koeling en kracht

Gecombineerde warmte en koeling

Gecombineerde koeling, warmte &

Koelinstallatie

Koude

Koellast

Elektriciteit

Brandstof

Krachtinstallatie

Elektriciteit


kracht


RETScreen Model WKKWKK-Project WarmteWarmte-installaties

Belasting (kw)

®

Piekbelasting warmte Middenbelasting warmte

Basisbelasting warmte jan

febr mrt

apr mei

jun

jul

aug sept

okt

nov dec

Maand warmte

kracht

koeling


6

RETScreen Model WKKWKK-Project Koelinstallaties

Belasting (kw)

®

Piekbelasting koeling Basisbelasting koeling

jan

febr mrt

apr

mei

jun

jul

aug sept okt

nov dec

Maand warmte

koeling

kracht


RETScreen Model WKKWKK-Project Krachtinstallaties

Belasting (kw)

®

Piekbelasting kracht

Middenbelasting kracht Basisbelasting kracht

jan

febr mrt

apr

mei

jun

jul

aug sept okt

nov dec

Maand warmte

koeling

kracht


RETScreen Energetische ®

berekeningen WKK

Maak schatting van belastingen en vragen: X

Warmteprojekt;

X

Koelprojekt; en/of

X

Krachtprojekt

Definieer karakteristieken installatie

Bereken geleverde energie en overeenkomstig brandstofverbruik Zie elektronisch handboek Projectanalyse Schone Energie: RETScreen® Ontwerp en Casestudies Hoofdstuk projectanalyse gecombineerde warmte en kracht

Vereenvoudigd stromingsdiagram van WKK Energiemodel © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

7

®

Voorbeeld van validatie van het RETScreen model voor een WKKWKK-Project •

Algehele validatie door onafhankelijke consultants (FVB Energy Inc.) Inc.) en door vele betabeta-testers uit de industrie, energiebedrijven, universiteiten en overheidsinstellingen Vergeleken met meerdere andere modellen en/of gemeten data, met uitstekende resultaten (bijv. berekeningen van opbrengst stoomturbine stoomturbine vergeleken met GE Energy simulatiesoftware van processen, genaamd genaamd GateCycle)

•

Vergelijking opbrengstberekeningen stoomturbine Run

Hoeveelheid inlaat, P, T Kpph/psia/F

Hoeveelheid uitlaat P, T Kpph/psia/F

Afgenomen hoeveelheid, P, T Kpph/psia/F

Rendement

GateCycle elektrisch vermogen MW

RETScreen CHP elektrisch vermogen MW

1

50/1000/750

40/14/210

10/60/293

80%

3.896

3.883

2

50/1000/545

50/60/293

0

80%

2.396

2.404

3

50/450/457

50/60/293

0

80%

1.805

1.827

4

50/450/457

50/14.7/212

0

81%

2.913

2.915

Kpph = 1.000 lbs/hr © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2005.

Conclusies

• Gecombineerde warmte kracht (WKK) systemen maken efficië efficiënt gebruik van warmte die anders verspild zou worden

• RETScreen berekent vraagvraag- en belastingkrommen,

geleverde energie en brandstofverbruik voor verschillende combinaties van warmtewarmte-, koelingkoeling- en/of krachtsystemen met gebruik van minimale gegevens

• RETScreen leidt tot significante kostenbesparingen in preprehaalbaarheidsstudies


Vragen? Module Analyse Gecombineerde Warmte- en Krachtprojecten ® RETScreen Internationale Cursus Analyse Schone Energieprojecten

Voor meer informatie, bezoek de RETScreen Website op

www.retscreen.net


8

MODULE PROJECTANALYSE WARMET UIT BIOMASSA

Warmte uit Biomassa Projectanalyse Cursus Projectanalyse Schone Energie

Biomassa-installatie voor stadsverwarming, Zweden

Fotocredut: Bioenerginovator


Doelstellingen

• Herhalen basiskennis over

Biomassa WarmteWarmte-installatie

• Behandelen hoofdpunten voor

Projectanalyse “Warmte uit Biomassa” Biomassa”

• Introductie van RETScreen® Projectmodel Warmte uit Biomassa

© Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Waarin voorzien BiomassawarmteBiomassawarmteinstallaties? • Warmte voor

Gebouwen

Nederzettingen

Industriële processen

Centrale Stadsverwarming, Warmte uit Koolzaad, Duitsland

…maar ook…

Creëren van werkgelegenheid

Gebruik van afvalmaterialen

Een kans om stadsverwarming en restwarmte terugwinning te gebruiken

Fotocredit: Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwork


1

Beschrijving Biomassa WarmteWarmte-installatie • Verwarmingsinstallatie

Houtafval met kleine diameter verpakt in balen, Finland

Systeem voor restwarmteterugwinning Biomassaverbrandingsinstallatie voor basislast

Warmte-installatie voor pieklast

Noodvoorziening optioneel

• Warmtedistributiesysteem

Heet water aanvoer, koud water retour

Voor één gebouw of stadsverwarming

Fotocredit: Bioenergia Suomessa

• Brandstofvoorbewerking

Ontvangst brandstof, opslag en transportfaciliteiten

Normaal automatisch brandstoftransport van dagvoorraad naar verbranding © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

BiomassawarmteBiomassawarmte-installatie (2)

Ontvangst Biomassa (brandstof)

Biomassa (brandstof) opslag

Biomassa (brandstof) terugwinning

Boiler voor Pieklast & Noodvoorziening

Heet water toevoer

Rookgassysteem en schoorsteen Warmtewisselaar Stofopvang

Transport

Verbrandingskamer

As-afvoer en opslag

Overzicht Gids voor kopers van Kleinschalige Commerciële Biomassaverbrandingsinstallaties, NRCan


Systemen voor piekpiek- versus basislast De biomassabiomassa-installatie kan ontworpen worden voor:

• Piekbelasting

Grafiek van het systeemontwerp

Gebruik biobrandstof gemaximaliseerd en gebruik fossiele brandstof geminimaliseerd

Groter en duurder systeem

Draaien op deellast verlaagd rendement bij variabele belasting

• Basisbelasting

WTW

Biomaasa

Piek

Belasting

Vraag

(Vermogen)

(Energie))

Grafiek van het systeemontwerp WTW

Draait dichtbij ontwerpcapaciteit, dus rendement is hoog

Kapitaallasten veel lager

Conventioneel systeem nodig voor piekbelasting

Biomaasa

Piek

Belasting

Vraag

(Vermogen)

(Energie)


2

Warmtedistributiesysteem • Warmte van een centraal systeem kan worden gedistribueerd

naar meerdere dichtbij gelegen gebouwen voor verwarming en heet tapwater

Geïsoleerde staalpijpen worden 0,6 m tot 0,8 m onder het oppervlak gelegd

• Voordelen boven ieder gebouw zijn eigen systeem:

Hoger rendement

Lagere emissies

Veiligheid

Comfort

Bedieningsgemak

Centrale Stadsverwarming

Heetwaterleiding Stadsverwarming

• Initië Initiële kosten hoog • Vergt meer aandacht dan systeem op fossiele brandstof

Fotocredit: SweHeat

Fotocredit: SweHeat


Biomassabrandstoffen • Tot Biomassa brandstoffen behoren:

Hout & houtresten (korte stukjes, zaagsel pellets, spanen)

Landbouwresidu’s (stro, loof, schillen, dierlijk afval en mest)

Energiegewassen (hybride populieren, switchgras, wilgen)

Gemeentelijke vaste afvalstoffen

Hout voor verbranding Biomassa

Fotocredit: ECOMatters Inc

Schillen walnoot voor verbranding Biomassa

• Belangrijke aandachtspunten brandstof

Verbrandingswaarde en vochtpercentage

Betrouwbaarheid, veiligheid en prijsstabiliteit van toevoer

Transport en opslagfaciliteiten Fotocredit: Warren Gretz/ NREL Pix © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

MilieuMilieu-effecten van Biomassabrandstoffen • Indien geoogst op duurzame manier:

Houtspaanders

Is netto productie van broeikasgassen nul

• Laag zwavelgehalte vermindert zure regen • Emissie van locale luchtverontreinigers

Deeltjes (roet)

Gasvormige verontreiniging

Sporen van carcinogenen

Valt misschien onder regelgeving

Fotocredit: Bioenerginovator

Bagasse Fotocredit: Warren Gretz/NREL Pix © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

3

Voorbeelden van kosten van biomassawarmtebiomassawarmte-installatie

• Van een 150 kW installatie

om een gebouw van 800 m2 te verwarmen

• Hoge initië initiële kosten, potentieel lage brandstofkosten

Olie

Houtspaanders

Initië Initiële kosten

$ 21.000

$ 80.000

Jaarlijkse O&O

$ 1.000

$ 8.000

$ 18.000

$ 1.700

Prijs

Kosten warmte ($/GJ)

Jaarlijkse brandstof

$ 0,08/kWh

22,50

Propaan

$ 0,40/L

15,60

Stookolie

$ 0,30/L

8,50

$ 0,20/m3

5,80

Afval timmerfabriek

$ 10/ton

1,70

Boomsnippers

$ 40/ton

6,70

Elektriciteit

Gas


Aandachtspunten bij Biomassawarmteprojecten • Beschikbaarheid, kwaliteit en prijs van biomassabrandstof versus fossiele brandstof

Toekomstige niet-energie toepassingen van biomassa (b.v. pulp)

Langdurige contracten

• Ruimte beschikbaar voor afgifte brandstof, opslag en grote boiler

• Toegewijde en betrouwbare operators nodig

Inkoop brandstof en verwijdering as

• Milieuwetgeving over luchtkwaliteit en asverwerking • Verzekering en veiligheid © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Oostenrijk, Duitsland en Slovenië Slovenië

Stadsverwarming

Automatisch overslagsysteem

• Groepen gebouwen inclusief scholen, ziekenhuizen en clusters met woningen

Stadsverwarming, omgebouwd van fossiele Brandstof naar Biomassa, Slovenië

Houtgestookte Boiler

Fotocredit: Centrales Agrar-RohstoffMarketing-und Entwicklungs-Netzwerk

Fotocredit: Ken Sheinkopf/ Solstice CREST


4

Voorbeeld: Canada

Institutionele en commercië commerciële utiliteitsbouw • Individuele gebouwen kunnen door biomassa van warmte worden voorzien

Institutioneel: scholen, ziekenhuizen, gemeentelijke gebouwen

Commercieel: magazijnen, garages, etc.

Kleine commerciële biomassa-installatie, Canada Fotocredit: ECOMatters Inc.

Fotocredit: Grove Wood Heat © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Brazilië Brazilië en VS

Proceswarmte

• Vaak gebruikt waar biomassa geproduceerd wordt en proceswarmte nodig is

Houtzagerij, suiker- en alcoholfabriek, meubelfabrieken, drogerijen voor landbouwproducten

Suikerriet voor proceswarmte Hawaï


Binnenkant van een verbrandingskamer

Bagasse voor proceswarmte In suikerfabriek, Brazilië

Fotocredit: Ralph Overend/ NREL Pix

Fotocredit: Ken Sheinkopf/ Solstice CREST © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen® Projectmodel Warmte uit Biomassa • Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassen

Individuele gebouwen tot grote clusters met stadsverwarming Biomassa, piek, noodvoorziening en warmte-terugwinning Ontwerp en kostprijsberekening van warmtedistributienetwerk


Grootschalige stadsverwarming (> 2.5 MW)

Gebruik hiervoor WKK-model


5

RETScreen® Energieberekening Biomassawarmte

Bereken equivalent aantal graaddagen voor verwarming heet tapwater

Bereken piekbelasting warmte

Bereken belasting en energietijdsduurkrommes & equivalent aantal vollasturen

Bereken totale energiebehoefte

Bepaal dimensies leidingnetwerk

Bepaal energiemix

Zie Elektronisch Handboek Analyse Schone Energieprojecten: RETScreen® Engineering en Cases

Bereken brandstofbehoefte

Hoofdstuk met Projectanalyse Biomassawarmte © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® Projectmodel “Warmte uit Biomassa” Biomassa”

belastingbelastingtijdsduurkromme

Vergeleken met Zweeds DD-IL model voor 4 steden in Europa en Noord-Amerika

• Dimensioneren

leidingstelsel stadsverwarming

Percentage van piekbelasting

• Berekening van

Belasting-tijdsduurkromme Uppsala, Zweden

100 80

RETScreen DD-IL

60 40 20 0

Vergeleken met ABB R22 software - goede resultaten

0

2.000

4.000 Aantal uren

6.000

8.000

• Verbrandingswaarde van hout

Vergeleken met 87 monsters boomschors uit oost Canada RETScreen’s® schatting voor houtafval binnen 5% van monsterwaarden © Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Conclusies • Stookkosten bij biomassa kunnen veel lager zijn dan conventionele stookkosten, zelfs wanneer hoge initië initiële kapitaalkosten voor biomassasystemen meegenomen worden

• RETScreen® berekent belastingbelasting-tijdsduurkrommes,

benodigde biomassa en piekcapaciteit installatie en dimensies van het leidingstelsel voor stadsverwarming met gebruik van minimale input

• RETScreen® levert aanzienlijke besparingen voor pré pré-haalbaarheidsstudies


6

Vragen? Module Projectanalyse Warmte uit Biomassa RETScreen® Internationale cursus voor Analyse Schone Energieprojecten


www.retscreen.net


7

MODULE ANALYSE ZONNELUCHTCOLLECTOREN

Zonneluchtcollector Projectanalyse Cursus Projectanalyse Schone Energie

Industrieel Zonneluchtcollectorsysteem, Quebec, Canada



Doelstellingen

• Herhalen basiskennis Zonneluchtcollector (ZLC)

• Behandelen Hoofdpunten voor ZLCZLC-projectanalyse

• Introductie van RETScreen® ZLCZLC-Projectmodel


Waarin voorzien ZLCZLC-systemen? • Warme ventilatielucht • Warme proceslucht

School, Yellowknife, Canada

…maar ook…

Klimaatwand Minder warmteverlies door muur

Minder Stratificatie

Betere luchtkwaliteit

Zonnecollector Fotocredit: Arctic Energy Alliance

Minder problemen met onderdruk Fotocredit: Enermodal Engineering © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

1

Werking van ZLCZLC-systeem 1. Donkere geperforeerde plaat absorbeert zonnezonne-energie 2. Ventilator trekt lucht door collector en luifel 3. Besturing regelt temperatuur

Kleppen

Extra verwarming

4. Lucht wordt verspreid door gebouw 5. Warmteverlies muren wordt teruggewonnen 6. Destratificatie

3 7

4

2 KANAALWERK

VENTILATOR

6

WARMTEVERLIES DOOR WAND WORDT TERUGGEVOERD NAAR INGAANDE LUCHT

BUITENLUCHT WORDT VERWARMD WANNEER HET DOOR ABSORBER GAAT LUCHTSPLEET

5

1

LUCHTSPLEET MET ONDERDRUK LUCHTSPAUW

ZONNEWARMTEABSORBER

GEPROFILEERDE PLATEN ZORGEN VOOR GRENSLAAG VOOR WIND

7. Bypass klep voor zomer © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

ZLCZLC-systemen Utiliteit/Woningbouw • Twee type systemen

Ventilatie met 100% buitenlucht (appartementen, scholen)

Verwarming, Koeling & Ventilatie met 10 – 20% buitenlucht

• ZLC verbonden met conventionele ventilator en kanaalwerk • Conventionele

warmte indien nodig

• Geen destratificatie • WarmteterugWarmteterug-winning staat gebruik van meer verse lucht toe


Industrië Industriële Zonneluchtcollectoren • Voor ventilatielucht in fabrieken, magazijnen, etc. • Kanalen van geperforeerd doek verdelen lucht op plafond niveau • TemperatuurTemperatuur-

regeling: meng buitenlucht met recirculatielucht en verwarm indien nodig

• Destratificatie:

Koude lucht mengt met lucht op plafondniveau en daalt


2

ZLCZLC-systeem voor proceswarmte • Collector geplaatst op enig handig oppervlak • Output collector geleid naar proces

Plek voor drogen thee, West Java, Indonesia

• Temperatuur kan worden geregeld door

Conventionele heater Bypassklep

• Drogen van oogst Lage temperaturen nodig om beschadigen product te voorkomen


• Voorverwarmen van lucht voor industrië industriële processen


Zonneaanbod versus behoefte aan Ventilatielucht Lanzhou, China, 36ºN

Piekzonne-uren in vlak van collector

Iqaluit, Canada, 64ºN 6

6

4

4

2

2

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

1

12

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

8

9

10

11

12

Jakarta, Indonesië, 6ºS

Moskou, Rusland, 55ºN 6

6

4

4

2

2

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Buffalo, VS, 43ºN

0 1

6 4

2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2

3

4

5

6

7

Maanden met gemiddelde temperatuur < 10 ºC zijn gearceerd Verticaal, op evenaar gerichte oppervlakken behalve Jakarta (horizontaal) Fractie van maand in gebruik © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

ZLCZLC-systeemkosten en besparingen

1 m2 collector

Installatiekosten:

Opgevangen energie:

Collector: $ 100 tot $ 250/m2 Ventilatiesysteem: $ 0 tot $ 100/m2 Totaal: $ 100 tot $ 350/m2

min de kosten voor conventionele beplating

1 tot 3 GJ/jaar

Elektriciteit $ 0,05/kWh Diesel $ 0,30/L Gas $ 0,17/m3 $0

$ 0,70/L

$ 0,45/m3

$ 20

$ 0,12/kWh Jaarlijkse besparingen voor 2 GJ Output

$ 40

$ 60 © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

3

Aandachtspunten voor projecten met Zonneluchtcollector • Het meest rendabel bij nieuwbouw en renovatie

Credit voor beplating Zorg ervoor dat ZLC gemakkelijk aansluit op bestaande ventilatiesysteem

• Donkerste kleuren hebben een absorptie van 0,800,80-0,95

Wensen architect kunnen heel belangrijk zijn

• Hogere bezettingsgraad • • •

Onderdelen zonneluchtcollectoren

meer rendabel Kan rondom deuren en ramen worden geplaatst Bestaande ventilatoren en kanalen kunnen worden gebruikt Geen of lage extra kosten voor onderhoud

Luchtdistributiekanaal

Uitblaasventilator

Bypassklep voor recirculatielucht Luifel

Afsluitklep Bypassklep zomer Ventilator

Geperforeerde plaatabsorber

Fotocredit: NRCan


Voorbeelden: Canada en VS

Systemen voor verwarming ventilatielucht •

Verbeterde luchtkwaliteit tegen lage kosten

•

Maten varië variëren van een paar m2 tot 10.000 m2

•

Kanalen moeten vlakbij muur op zuiden liggen

• •

Terugverdientijd van 2 tot 5 jaar normaal Industrië Industriële systemen hebben vaak kortste terugverdientijd

Appartementencomplex, Ontario, Canada

Bruine collector op Industrieel gebouw, Connecticut, VS

Portable klaslokaal, Ontario, Canada


Fotocredit: Conserval Engineering © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeeld: Indonesië Indonesië

Systemen voor proceswarmte • Normaal systemen met

constante luchtstroom en eenvoudige regeling

Tea Drying Shelter, West Java, Indonesia

• Gebruikt voor het drogen van de oogst gedurende het hele jaar

• Het gunstigst als de oogst


in het zonnige seizoen valt


4

RETScreen® Projectmodel Zonneluchtcollectoren • Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassen

Ventilatielucht Proceswarmte

Warmteterugwinning

Destratificatie

• Slechts 12 invoergegevens voor RETScreen® versus. 8.760 voor een simulatiemodel op uurbasis


Moderne Ventilatiesystemen met warmteterugwinning

Technologie zonder zonnemuur

Niet gebalanceerde ventilatiesystemen © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen®

ZLCZLC-Energieberekening

Bereken bruikbare zonneenergie

Industriële systemen 3 iteraties Bereken rendement collector

Bereken temp. verhoging en zongebruiksfactor

Besparingen door zonne-energie

Energiebesparing teruggewonnen warmte

Energiebesparing destratificatie

Totale besparing: verwarming proceslucht

Totale besparingen luchtverwarming utiliteit/woningbouw

Totale besparingen: luchtverwarming industrie

Zie Elektronisch Handboek Projectanalyse Schone Energie: RETScreen® Engineering en Cases Hoofdstuk Projectanalyse Zonneluchtcollector


Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® ZLCZLC-projectmodel

Vergelijking met SWiftTM RETScreen [kWh/m2/d]

SWift

Verschil

[kWh/m2/d]

Toronto, Ontario, Canada Industrieel (Grote Delta T) Industrieel (Hoog rendement) Commercieel (Hoog rendement)

1,23 1,64 1,39

1,21 1,79 1,28

2% -8% 9%

1,64 2,20 1,93

-15% -9% 5%

Winnipeg, Manitoba, Canada Industrieel (Grote Delta T) Industrieel (Hoog rendement) Commercieel (Hoog rendement)

1,40 2,00 2,03


5

Conclusies • ZLC voorziet in verwarming van ventilatieventilatie- en proceslucht • In de hele wereld zijn locaties waar zonnezonne-energie beschikbaar is en verwarming van ventilatielucht nodig is

• ZLC dient als klimaatwand en voert lucht toe aan conventioneel ventilatiesysteem

• Voor ZLCZLC-systemen berekent RETScreen®

Opgevangen energie, rendement en temperatuursverhoging Teruggewonnen transmissieverlies

Verminderde warmteverliezen wegens destratificatie

• RETScreen® is een jaaranalyse met maandelijkse berekeningen dat vergelijkbare nauwkeurigheid kan halen als simulatiemodellen op uurbasis

• RETScreen® kan zorgen voor aanzienlijke besparingen op de pré préhaalbaarheidsstudie


Vragen? Module Analyse Zonneluchtcollectoren RETScreen® Internationale cursus voor Analyse Schone Energieprojecten


www.retscreen.net


6

MODULE PROJECTANALYSE ZONNEBOILER

Zonneboilers Projectanalyse Cursus Projectanalyse Schone Energie

Beglaasde vlakke plaatcollectors, Ontario, Canada

Fotocredit: NRCan


Doelstellingen

• Herhalen basiskennis Zonneboiler (ZB) systemen • Behandelen hoofdpunten voor ZB projectanalyse • Introductie van RETScreens® ZBZB-Projectmodel


Waarin voorzien ZBZB-systemen? Conferentiecentrum, Bethel, Lesotho

• Warm tapwater voor woningen • Proceswarmte • Verwarming zwemzwembaden


Woonwijk, Kungsbacka, Zweden

…maar ook… Extra warm wateropslag Verlengd zwemseizoen (zwembadverwarming) Fotocredit: Alpo Winberg/ Solar Energy Association uit Zweden © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

1

Componenten van een ZBZB-systeem Schema zonneboilersysteem Zonnepaneel

Zonnecollectoren

Thermosifon opwarmcircuit water

Warm tapwater naar huis

Toe- en afvoer antivriesleidingen

Door zon verwarmd water

Aansluitbox

Voorverwarmtank Bevat water door zon verwarmd

Antivries pomp

Warmtewisselaar

Standaard tank

Koud water toevoer

Afvoer Sediment Fotocredit: NRCan


Niet beglaasde zonnecollectoren • Goedkoop • Lage temperatuur

Niet beglaasde zonnecollectoren Openingen voor meten stroming

• Robuust • Lichtgewicht • Seizoensverwarming zwembaden

Ingang kanalen Stromingskanaal zorgt voor gelijkmatige stroming door kanalen

2” toevoerleiding

Toevoer uit bad

•

Lage druk

•

Slechte prestatie bij koud en winderig weer

Fotocredit: NRCan


Beglaasde vlakke plaatcollectoren • Middelmatige kosten

Beglazing

• Werkt op hogere temperatuur

Behuizing

• Kan werken onder druk waterleidingnet

Plaatabsorber Kanaaltje

• Zwaarder en fragieler

Toevoerleiding Isolatie Fotocredit: NRCan © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

2

Vacuü Vacuümbuiscollector Vacuüm buis

•

Duurder

•

Geen convectieverliezen

•

Hoge temperaturen

•

Koude klimaten

•

Fragiel

•

Installatie kan ingewikkelder zijn

•

Sneeuw is minder een probleem

Gecondenseerde vloeistof en damp Plaatabsorber Verwarmingsbuis Fotocredit: NRCan

In China ontwikkelde en gefabriceerde buis Fotocredit: Nautilus © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Zonneboilers in verschillende klimaten •

Voor een zonneboiler in een woning met een beglaasde collector van 6 m2, een vraag van 300 L/dag aan heet water van 60º 60ºC en 300 L opslag, opslag, is de bijdrage van de zon: zon: 21% in Tromsø, Noorwegen (70ºN)

81% in Matam, Senegal (16ºN)

40% in Yellowknife, Canada (62ºN)

59% in Puerto Limón, Costa Rica (10ºN)

32% in Warschau, Polen (52ºN)

59% in Jakarta, Indonesië (6ºS)

51% in Harbin, China (46ºN)

86% in Huancayo, Peru (12ºS)

67% in Sacramento, VS (39ºN)

69% in Harare, Zimbabwe (18ºS)

39% in Tokio, Japan (36ºN)

65% in Sydney, Australië (34ºS)

78% in Marrakech, Marokko (32ºN)

39% in Punta Arenas, Chili (53ºS)

75% in Be’er-Sheva, Israël (31ºN)


5

15

Elektriciteit @ $ 0.15/kWh

Gas @ $ 0.50/m3

Elektriciteit @ $ 0.05/kWh

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Gas @ $ 0.15/m3

2

Jaarlijkse besparing ($/m )

Voorbeelden van Kosten en Voordelen van zonneboilers

25

35

Energiekosten ($/GJ)

Niet beglaasd, voor zwembad in zomer Montreal, Canada 1,5 GJ/m2 $ 150/m2

45

Beglaasde systeem jaarjaar-rond (met opslag) La Paz, Bolivia 2,2 GJ/m2 $ 400/m2

Vacuü Vacuümbuissysteem jaarjaar-rond (met opslag) Kopenhagen, Denemarken 1,8 GJ/m2 $ 1.000/m2


3

Aandachtspunten voor ZBZB-projecten •

Factoren voor succesvolle projecten: Grote behoefte aan warm water om aandeel vaste kosten te verlagen Hoge energiekosten (bvb. aardgas niet beschikbaar) Geen betrouwbare conventionele energievoorziening Sterke interesse van eigenaar/exploitant voor milieu

•

Vraag voor heet water tijdens daguren vereist minder opslag

•

Goedkopere seizoensystemen kunnen financieel interessanter zijn dan duurdere systemen voor gebruik het hele jaar rond

•

Onderhoud gelijk aan enig andere installatie, maar de operator moet gemotiveerd zijn om tijdig onderhoud en reparaties uit te voeren © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Australië Australië, Botswana en Zweden

Zonneboilers voor heet water in woningen

•

Netgekoppeld, vraagt om een gemotiveerde eigenaar

Thermosifonsysteem, Australië

Kan een lange terugverdientijd hebben wanneer de energieprijzen laag zijn Systemen voorzien 20 tot 80% van het warme water

•

Autonoom, waar de energietoevoer onbetrouwbaar is

Woningen, Malmö, Zweden

Fotocredit: Marie Andrén, Solar Energy Association van Sweden

Fotocredit: The Australian Greenhouse Office

Woning voor medische staf in Ruraal Gebied, Botswana


Voorbeelden: VS en Canada

Zwembadsystemen •

Goedkope onbeglaasde collectoren

ZB voor buitenbad, VS

Buitenbaden in zomer in koude klimaten Verlenging van het seizoen in warme klimaten Gebruik in zomer in binnenbaden in koude klimaten Kan een terugverdientijd hebben van 1 tot 5 jaar

•

Beglaasde collectoren, hele jaar gebruikt

•

Filtersysteem dient als pomp Gemeentelijke zwembad, Ontario, Canada

Fotocredit: Aquatherm Industries/ NREL Pix Fotocredit: NRCan


4

Voorbeelden: Griekenland en Canada

Institutionele/industrië Institutionele/industriële Warm Watersystemen •

Hotels/motels, appartementencomplexen en kantoorgebouwen

•

Gezondheidscentra en & ziekenhuizen

•

Autowasserettes, wasserettes, restaurants

•

Sportfaciliteiten, scholen, douchegelegenheden

•

Aquacultuur, overige kleine industrieë industrieën Aquacultuur, Brits Colombia, Canada

Hotel, Agio Nikolaos, Kreta

Fotocredit: Regional Energy Agency of Kreta/ISES

Fotocredit: NRCan © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen® Zonneboiler Projectmodel •

Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten levenscyclus en reductie broeikasgasemissie Beglaasd, niet beglaasd en vacuümbuis Binnen- en buitenbaden (met of zonder afdekking) Warm tapwatersystemen met en zonder opslag

•

Slechts 12 invoergegevens voor RETScreen versus 8.760 voor simulatiemodellen op uurbasis Nu nog niet meegenomen: ®

•

Veranderingen in dagelijkse behoefte aan warm tapwater Autonome warm tapwatervoorziening Systemen zonder opslag met grote bijdrage van de zon Zonvolgsysteem, geconcentreerde en geïntegreerde zonnecollectoren © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen®

Energieberekening ZB

Berekenen klimaatvariabelen, inclusief zonne-instraling in vlak collector

Berekening zonneenergie die opgevangen kan worden

Heet tapwater met opslag

Heet tapwater zonder opslag

Zwembaden

F-grafiek methode

Bruikbaarheidsmethode

Evaluatie energiebehoefte bad

Bereken geleverde duurzame energie en extra benodigde warmte

Zie Elektronisch Handboek Projectanalyse Schone Energie: RETScreen® Engineering en Cases Hoofdstuk Projectanalyse Zonneboiler

Overige berekeningen: voorstel voor oppervlak, collector, eisen pomp, etc. © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

5

Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® ZB Projectmodel RETScreen® vergeleken met: •

WATSUN voor huishoudelijk warmtapwaterbereiding in Toronto Canada:

Retscreen’s voorspelde jaarlijkse opbrengst zonne-energie RETScreen predicted annual solar energy delivered (kWh)

3000

RETScreen

WATSUN

Versc .

Invallende straling (GJ)

24,34

24,79

-1.8%

Belasting (GJ)

19,64

19,73

-0.5%

Geleverde Energie(GJ)

8,02

8,01

0.1%

Draaiuren pomp (h)

1.874

1.800

4.1%

•

ENERPOOL voor 4848-m2 buitenbuitenbad (zomer) in Montreal, Canada

•

Gemeten data van een 1.200 m2 buitenbad (zomer) in Möhringen, Duitsland

2500

2000

1500

RETScreen vs. gemeten data van 10 systemen voor bereiding van warm tapwater in Guelph, Canada

1000

500 500

1000

1500

2000

2500

3000

annual solar energy delivered (kWh) GementenMeasured jaarlijkse opbrengst zonne-energie(kWh)

Benodigde energie binnen 2%

Benodigde energie binnen 3% en bijdrage zonne-energie binnen 14% © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Conclusies •

Niet beglaasd, beglaasd en vacuü vacuümbuiscollectors leveren warm water voor vele toepassingen in elk klimaat

•

Grote vraag warm water, hoge energiekosten en sterke motivatie van van eigenaar/exploitant zijn belangrijke succesfactoren

•

RETScreen® berekent: Belasting voor warm tapwater en zwembad Prestatie van collectoren voor zwembaden en warm tapwater met en zonder opslag

•

RETScreen® is een jaaranalyse met berekening van het maandelijks aanbod die vergelijkbare nauwkeurigheden kan halen als simulatiemodellen op uurbasis

•

RETScreen® kan aanzienlijke besparingen opleveren in de kosten voor de pré pré-haalbaarheidsstudie © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Vragen? Module Projectanalyse Zonneboiler RETScreen® Internationale Cursus Projectanalyse Schone Energie


www.retscreen.net


6

MODULE ANALYSE PASSIEVE ZONNEWARMTE

Passieve Zonnewarmte Projectanalyse Cursus Projectanalyse Schone Energie

Passieve Zonnewarmte in woning, Frankrijk

Fotocredit: Pamm McFadden (NREL Pix)


Doelstellingen

• Herhalen basiskennis Passieve Zonnewarmtesystemen (PZW)

• Behandelen hoofdpunten voor PZWPZWprojectanalyse

• Introductie RETScreen® PZWPZW-projectmodel


Wat levert PZW? • 20 tot 50% van benodigde

Passieve Zonnewarmte ontworpen voor woningen, Duitsland

warmte voor ruimtes

…maar ook…

Verbeterd comfort

Meer daglicht

Fotocredit: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website)

Het NREL-gebouw in Golden, Colorado

Kan kosten voor koeling verminderen Minder condens op raam Kan toe met kleinere verwarming/koelinstallatie Fotocredit: Warren Gretz (NREL Pix) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

1

Werkingsprincipe PZW

Conventioneel

Zomer

Winter

PZW Hoog rendementsglas Thermische massa

Zonwering


Hoogrendementsglas • • •

• Geï Geïsoleerde

Dubbel en driedubbel glas Lage emissie Vulling met inert gas

Ruiten

e

Vulling

Afstand houder

Frame

3

0,1

Inert

Geï Geïsol.

Hout

3

0,8

Lucht

Alumin.

Hout

2

0,1

Inert

Geï Geïsol.

Hout

2

0,8

Lucht

Alumin.

Hout

2

0,8

Lucht

Alumin.

Aluminium

1

0,8

-

-

Aluminium

afstandhouders

• Geï Geïsoleerde frames,

thermische onderbreking

U-waarde (W/(m2°C))

Zontoedtredingsfactor.

Centrum van het glas

Heel raam

0

2

4

6

8 0

0,2

0,4

0,6

0,8


Zonwering en Thermische Massa • Zonwering voorkomt oververhitting in de zomer

Overstek boven op evenaar gerichte openingen werkt wanneer zon hoog staat

Loofbomen, dichtbij gebouwen

Schermen, luiken, zonnescherm, blinderingen, etc.

• Thermische massa slaat warmte op, waardoor

temperatuurschommelingen geminimaliseerd worden.

Als oppervlak van op-evenaar-gericht-raam, meer dan 8 tot 10% van verwarmd vloeroppervlak bedraagt, zal een traditioneel huis met een licht-gewicht constructie te warm worden Gebruik dubbele muren, plafonds, keramische vloeren, gemetselde openhaard, etc.

• Actieve systemen kunnen worden gebruikt om warmte te verspreiden door het gebouw


2

Zonaanbod versus Behoefte aan Ruimteverwarming Buffalo, VS, 43º 43ºN

Iqaluit, Canada, 64º 64ºN

6

Piekzonne--uren per dag Piekzonne

4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11

12

Moskou, Rusland, 55º 55ºN

6 4 2

4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

7

8

9

10

11

12

Lanzhou, China, 36º 36ºN 6 4 2 0

0 1

Zonne--uren per dag Piek Zonne

6

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

12

2

3

4

5

6

Maanden met gemiddelde temperatuur onder of gelijk aan 10 ºC zijn gearceerd © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden van PZW Kosten & Besparingen Canadees Eengezinswoning Dubbel glas

• Extra kosten ramen

+Lage E +argon

+geïsoleerde afstandhouder

+3e laag glas 0

100

200

5 tot 35% $ 400 tot $ 2.000 per huis

300

Raam + montagekosten ($/m2)

• Besparing van 20 tot 50% op kosten ruimteverwarming

Gas

$ 0,25/m3

$ 150 tot $ 380 per jaar

Olie

$ 0,35/l

$ 210 tot $ 520 per jaar

Elektriciteit

$ 0,06/kWh

$ 270 tot $ 680 per jaar © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Aandachtspunten voor Passieve Zonnewarmteprojecten • Bij nieuwbouw het meest rendabel

Vrijheid om ramen op evenaar te richten en op westen te vermijden Grootte verwarmingsinstallatie en perimeter verwarming kan worden verkleind

• Toepassing bij Renovatie rendabel als ramen sowieso vervangen worden

• Meest rendabel waar warmtelast hoog is vergeleken met koellast

Laagbouwwoningen in koude en gematigde klimaten zijn het gunstigst Utiliteitsbouw en industriële gebouwen hebben hoge interne warmteproductie

• Bekijk ramen samen met rest van de gebouwschil © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

3

Voorbeelden: Canada en VS

Gebouwen met kleine energiebehoefte • Passieve Zonnetechnieken verwerkt in conventioneel uitziende gebouwen

• Financië Financiële criteria niet altijd dominerend: comfort,

geluidsreductie, waardering voor kwaliteit en milieu

Goede schaduw en hoogrendementsglas, VS

Waterloo Groen Huis, Ontario, Canada

Fotocredit: Hickory Corporation (NREL Pix)

Fotocredit: Waterloo Green Home © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Duitsland en Lesotho

Zelfvoorzienende Zonnehuizen • Meer glas, hogere thermische massa en besturen luchtverdeling

• Alle ruimteverwarming kan geleverd worden door zonnezonneenergie

• Hoogrendementsglas staan flexibeler plaatsing raam toe, warmtewinning uit diffusie straling

Freiburg, Zonnehuis

Zonne Rondavel, Thaba-Tseka, Lesotho


Fotocredit: Fraunhofer ISE (van Siemens Research and Innovation Website) © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

RETScreen® Passieve Zonnewarmte Projectmodel • Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur levensduur en afname van emissie van broeikasgassen

Laagbouwwoningen en kleine commerciële gebouwen

In een klimaat waar verwarming domineert

Warmtewinning en verlies door raam

Gemiddelde effecten van schaduw

• Slechts 12 gegevens voor

RETScreen® vs. 8.760 voor een simulatiemodel op uurbasis


Niet-verticale ramen

Onmiddellijke effecten van schaduw

Door gebruiker gespecificeerd thermische massa van gebouw


4

RETScreen® PZW Energieberekening

BESPARING ENERGIE VERWARMING

BESPARING ENERGIE KOELING

Pas thermische eigenschappen raam aan

Bereken basis/voorgestelde koelbehoefte

Bereken basis/voorgestelde warmtebehoefte Bereken interne warmteproductie Bereken basis/ voorgestelde zonne-instraling in stookseizoen

Bereken basis/voor gestelde toename in koellast door zonne-instraling

Bereken energiebesparing in stookseizoen

Bereken energiebesparing in koelseizoen

Zie Elektronisch Handboek Analyse Schone Energieprojecten: RETScreen® Engineering en Cases Hoofdstuk Projectanalyse Passieve Zonnewarmte

Bereken totale energiebesparing

Bereken afname piekbelasting voor verwarming en koeling


Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® PZWPZW-Projectmodel • RETScreen® vergeleken met HOT2HOT2-XP voor een normale houthoutskeletbouwwoning van 200 m2

Dubbel glas opgegradeerd tot dubbelglas met lage E met argon RETScreen® binnen 18% van HOT2-XP

• RETScreen ook vergeleken met Energie Rating Methode Jaarlijkse energiebesparing voor 8 ramen met hoogrendementsglas vergeleken met normaal dubbel glas Jaarlijkse En.besp. (kWh/m2

300 250 200

Energie Rating Method RETScreen

150 100 50 0 © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

Conclusies • PZW betrekt gebouworië gebouworiëntatie, energie efficië efficiënte ramen, gebruik schaduw en thermische massa om stookkosten te verminderen

• Minimale extra investeringen in ramen kan de prestatie van de gebouwschil aanzienlijk verbeteren

• RETScreen® berekent:

Effect van raamoriëntatie, grootte en technologie op zonintrede Effect raamtechnologie op warmteverliezen Effect van schaduw op koellast

• RETScreen® is een jaaranalyse met maandelijkse berekening van het

aanbod die nauwkeurigheden kan halen die vergelijkbaar zijn met een simulatiemodel gebaseerd op uurbasis

• RETScreen® kan de kosten van een pré pré-haalbaarheidsstudie aanzienlijk verlagen © Minister van Natuurlijke Hulpbronnen Canada 2001 – 2006.

5

Vragen? Module Analyse Passieve Zonnewarmte RETScreen® Internationale cursus voor Analyse Schone Energieprojecten


www.retscreen.net


6

MODULE PROJECTANALYSE BODEMWARMTEPOMPEN

Projectanalyse Bodemwarmtepomp Cursus Projectanalyse Schone Energie

Philadelphia Enterprise Centre, VS – 28 BWPs voor Verwarming en Koeling

Fotocredit: Geothermal Heat Pump Consortium (NREL PIX)


Doelstellingen

• Herhalen basiskennis van

Bodemwarmtepompen (BWP)

• Behandelen van de hoofdpunten voor BWPBWP-projectanalyse

• Introductie RETScreen® BWPBWP-Projectmodel

© Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Waarin voorzien BWPBWP-systemen • Verwarming

Impact 2000 Home, Massachusetts, USA

• Koeling • Warm water Fotocredit: Solar Design Associates (NREL PIX)

• Goede fundering op permafrost …maar ook…

Rendement Minder onderhoud Minder ruimte nodig Lagere bedrijfskosten

Warmtepomp voor woning

Stabiel vermogen

Comfort & luchtkwaliteit

Lagere elektrische piekbelasting voor airconditioning © Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

1

Componenten van een BWPBWP-systeem 1.

Verbinding met bodem

Gesloten systeem (GBWP)

Open systeem (OBWP)

Oppervlaktewater

2

2.

Warmtepomp met vloeibaar medium

3.

Ruimteverwarming/koeling distributiesysteem

3

1

Conventioneel leidingwerk


Warmtepomp met vloeibaar medium • Water naar lucht

Compressor

warmtepomp

Lage druk Lage-temperatuur damp

Hoge druk Hoge-temperatuur damp

• Keert richting om • 3,5 tot 35 kW

koeling per stuk

Condensor

Verdamper

• Meerdere

aantallen voor grote gebouwen

Hoge druk Hoge-temperatuur vloeistof

Lage druk Lage-temperatuur vloeistof Expansieklep

• Restwarmte van de compressor kan heet water leveren via een desuperheater


Soorten verbinding met bodem Verticaal (GBWP)

Horizontaal (GBWP)

Grondwater (OBWP)

Rotsige grond

Meeste landgebruik

Aquifer+Injectie

Duurder

Goedkoper

Minst duur

Weinig landgebruik

Kleine gebouwen

Vergunning

Hoog rendement

Temperatuur varieert

Vervuiling

• Ook oppervlaktewater en warmtewisselaren met één één diepe kolom © Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

2

Bronnen voor BWP: Bodemtemperaturen • Bodem absorbeert

ongeveer helft van intredende zonnezonne-energie

BWP efficiënter

• Temperatuurschommeling

F TEMPERATUUR,

temperatuurtemperatuurschommelingen

TEMPERATUUR, °C

• Bodem dempt

neemt af met diepte

Verwaarloosbaar onder 15m

WINTER

ZOMER ZOMER

HERFST Graphic: Canadian Building Digest

• Locale aardtemperaturen hangen af van klimaat, bodembodemsneeuwbedekking, helling, eigenschappen grond etc.


Voorbeelden van kosten BWPBWP-systemen Finland, 150 m 2 Huis Initieel Jaarlijks Jaarlijks Kosten Warmte Energie Elektrisch $ 8.000 $ 800 20 MWh AWP $ 13.000 $ 350 6,5 MWh

• Toenemende energiekosten • Milieuproblemen • Airconditioning is bonus Fotocredit: Suomen Lämpöpumpputekniikka Oy

Connecticut, VS, 275 m2 Huis Initieel Jaarlijks JaarlijksJaarlijksJaarlijks Kosten Warmte Koeling Totaal Energie Olie/AC $16 000 $ 600 $ 900 $ 1.500 27 MWh AWP $20 500 $ 450 $ 600 $ 1.050 11 MWh

• Subsidie van energiebedrijven om piek airconditioning te verlagen

Fotocredit: GeoExchange Consortium


Aandachtspunten bij projecten met Bodemwarmtepompen • Meest rendabel wanneer:

Verwarming en koeling nodig is

Grote variaties in seizoenstemperaturen

Nieuwbouw of vervanging HVAC

Voor verwarming: lage elektriciteitskosten en hoge kosten voor olie en gas

Voor koeling: hoge elektriciteitskosten en hoge tarieven voor piekbelasting

Layout warmtewisselaar, Utiliteitsbouw

BWP installatie

• Beschikbaarheid werktuigen voor maken van sleuven en boorgaten

• Onzekerheid over kosten installatie bodemwarmtewisselaar

• Criteria van klant voor “rendabel” rendabel” Fotocredit: Craig Miller Productions en DOE (NREL PIX) © Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

3

Voorbeelden: Australië Australië, Duitsland en Zwitserland

Systemen voor de woningbouw • Duurdere huizen

20 kW grondwater warmtepomp, Duitsland

Boorinstallatie voor verticale gaten, Zwitsers huis

Hoge kapitaallasten Langere termijnvisie op “ rendabel” Voordelen voor milieu en comfort

Fotocredit: Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.V.

320 Apartementen, zuid Australië

• Premie van energieenergiebedrijf kan belangbelangrijke factor zijn

Fotocredit: GeoExchange Consortium

Fotocredit: Eberhard & Partner AG © Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: GB and VS

Systemen voor Utiliteitsbouw (Commercieel) • Korte terugverdientijd vereist

Utiliteitsbouw, Croydon, GB

(< 5 j)

• Beschikbaarheid land kan een probleem vormen

• Minder interne ruimte nodig • Eenvoudige regelingen door hele gebouw

Fotocredit: Groenholland B.V.

Gebouwencluster, Kentucky, VS

Benzinestation, Kansas, VS

• Minder risico vandalisme • Lagere kosten voor piekbelasting

• Geen extra verwarming nodig

Fotocredit: Marion Pinckley (NREL PIX)

Fotocredit: International Ground Source Heat Pump Association © Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

Voorbeelden: Canada and VS

Systemen voor utiliteitsbouw (instituten) • Langere terugverdientijd acceptabel

Sleuven voor Horizontale Wisselaar

• Ontvankelijker voor innovatieve systemen

• Gelijktijdige vraag voor verwarming en koeling

Fotocredit: Robert R. Jones/Oklahoma State University (NREL PIX)

School, Quebec, Canada

Fotocredit: Natural Resources Canada © Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

4

RETScreen® Bodemwarmtepomp Projectmodel • Wereldwijde analyse van energieproductie, kosten over de levensduur en afname van emissie van broeikasgassen

Horizontaal & verticaal gesloten kring

Grondwater, open kring Woningbouw, Utiliteitsbouw (commercieel/institutioneel), & Industrieel

• Nu nog niet meegenomen BWP voor oppervlaktewater

Thermische onbalans in de grond op lange termijn

Gelijktijdige verwarming en koeling (alleen blokbelastingen)

Warm tapwater


RETScreen®

BWP Energieberekening

Gebouw Input gebruiker

Klimaatgegevens Input gebruiker

Genereert relatie tussen belasting en temperatuur, ontwerpbelasting en evenwichtspunt

Genereert temperatuurprofielen en berekend aardtemperatuur

BWP-systeem Input gebruiker

Schat geïnstalleerde capaciteit warmtepomp

Berekent belasting gebouw voor elk temperatuursprofiel

Schat dimensies bodemwisselaar of hoeveelheid grondwater

Evalueert echte prestatie WP en vermogen voor elk temperatuursprofiel

Zie Elektronisch Handboek

Berekent extra behoefte aan verwar-ming of koeling en het jaarlijkse energie verbruik van de BWP (verwarming en koeling)

Analyse Schone Energieprojecten: RETScreen® Engineering en Cases Hoofdstuk Projectanalyse Bodemwarmtepompen


Voorbeeldvalidatie van het RETScreen® BWPBWP-Projectmodel • Energiegebruik voor gesimuleerd

Energiegebruik Warmte kWh

temperatuurprofiel vergeleken met gemeten data

Toronto Montreal

• Lengte bodemwisselaar vergeverge-

leken met 6 ontwerpprogramma's en een gedetailleerd simulatiesimulatiepakket

Charlottetown Winnipeg Vancouver

RETScreen

37.202

Gemeten

36.686

RETScreen

36.138

Gemeten

35.490

RETScreen

37.158

Gemeten

36.922

RETScreen

33.243

Gemeten

32.926

RETScreen

37.888

Gemeten

39.016

1 Jarig Ontwerp Programma

1,4 1,8 0,6 1,0 -3,0

10 Jarig Ontwerp*

Woning 1 Louisiana

Woning 2 Wisconsin

Commercieel Nebraska

Woning 1 Louisiana

Woning 2 Wisconsin

266

124

141

293

129

Gemiddelde voor software

Verschil %

Commercieel Nebraska 148

vs. RETScreen Beschrijvend

257

-4%

135

9%

121

-14%

257

-12%

135

5%

121

-18%

vs. RETScreen Energiegebruik

236

-11%

127

2%

132

-6%

236

-19%

127

-2%

132

-12%

vs. Actueel

344

29%

160

29%

141

0%

344

17%

160

24%

141

-5%

* 1 jarig ontwerp gebruikt voor vergelijking RETScreen © Minister van Natuurlijke Hulpbonnen Canada 2001 – 2006.

5

Conclusies • BWPs leveren warmte, koeling en warm tapwater • Bodem dempt temperatuurverschillen wat leidt tot hogere BWPBWPrendementen

• Initië Initiële kosten BWP’ BWP’s zijn hoger, maar O&MO&M-kosten zijn lager

Klimaten die verwarming en koeling nodig hebben zijn het meest gunstig

• RETScreen® schat:

Frequentieverdeling buitentemperatuur

Warmtevraag gebouw als functie van de buitentemperatuur

Jaarlijks energievoordeel voor ruimteverwarming en koeling

• RETScreen® is een jaaranalyse die vergelijkbare nauwkeurigheden kan halen als simulatiemodellen op uurbasis

• RETScreen® kan aanzienlijke besparingen opleveren in de kosten voor de pré pré-haalbaarheidsstudie


Vragen? Module Projectanalyse Bodemwarmtepompen RETScreen® Internationale Cursus Projectanalyse Schone Energie


www.retscreen.net


6

www.retscreen.net

Cursus voor projectanalyse van schone energie

Recommend Documents