Energieversorgungssysteme der Zukunft - 17. Fachgespräch 27.10.2015, Universität Leipzig, Vortrag: Herr Jens Kühne Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus Sicht der Mediziner - keine Einschränkungen der medizinischen Versorgung - Technische/ wirtschaftliche Prämissen nachgeordnet - hohe Technisierung der Medizin schafft Ansprüche - nutzerseitiger Wunsch: Vollbetrieb, unterbrechungsfrei 2 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 2 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus erfordert Abwägung von realer Risiken Black Out Energiewende, Versorgungsauftrag gesetzlicher Forderungen DIN VDE 0100 Teil 710 SV-Versorgung, separat, <15s, 24h nutzerseitiger Wünsche Vollbetrieb, unterbrechungsfrei technischer Machbarkeit Platz, Statik, ELT, Umwelt, Optik wirtschaftlicher Aspekte Baukosten, Betrieb 3 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 3 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Bedeutung einer sicheren Stromversorgung Reale Risiken: Black Out Zitat aus Technikfolgenabschätzung (TA) Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften – am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung Deutscher Bundestag Drucksache 17/5672 „Als Lebensadern hochtechnisierter Industrienationen gelten ihre Infrastrukturen wie sichere Energieversorgung, funktionierende Wasserverund Abwasserentsorgung, leistungsfähige Verkehrsträger und Transportwege sowie eine jederzeit zugängliche Informations- und Telekommunikationstechnik. Deshalb beauftragte der Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) zu untersuchen, wie sich ein langandauernder und großflächiger Stromausfall auf besonders kritische Infrastrukturen wie z. B. Trinkwasser, Abwasser, IuKSysteme, Finanz- und Gesundheitsdienstleistungen auswirken könnte, insbesondere im Fall eines Kaskadeneffekts über Länder und nationale Grenzen hinweg.“ 4 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 4 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Bedeutung einer sicheren Stromversorgung Zitat aus Technikfolgenabschätzung (TA) Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften – am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung Deutscher Bundestag Drucksache 17/5672 „Die Analysen des TAB zeigen, dass die Folgen eines solchen Stromausfalls einer nationalen Katastrophe zumindest nahekommen könnten. Es bedürfte einer Mobilisierung aller internen und externen Kräfte des Bevölkerungsschutzes, um die Auswirkungen zumindest zu mildern.“ Wohin flüchten Menschen im Krisenfall, wo hoffen sie auf letzte Hilfe (medizinische Versorgung oder einfach nur Strom und Wärme)? Krankenhaus! 5 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 5 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung KLINIK Primärversorgung: Hoch- bzw. Mittelspannung des örtlichen Netzbetreibers Netzbetreiber ist nicht zwingend der Versorger !!! Versorgungssicherheit (extern) hängt ab von - der Qualität der örtlichen Versorgungsanlagen - der Verfügbarkeit des europaweiten Energieverbundes 6 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 6 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung Starkstromanlagen im Krankenhaus und medizinisch genutzten Räumen DIN VDE 0100-710 Höchstspannung 220 kV ... 700 kV Hochspannung 60 kV ... 110 kV Mittelspannung 3.000 V ... 30 kV Niederspannung < 1.000 V KLINIK 400 V AC (Leiter-Leiter) 230 V AC (Leiter-Neutralleiter) 7 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 7 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung 8 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 8 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung USV / BSV: Unterbrechungsfreie / Besondere Stromversorgung online = Geräteschutz z.B. 1,5 kVA..20 kVA Serverraum OP – Licht – Gerät (UZ <0,5s, Autonomie 3h) Arbeitsplatz 9 Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 9 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung Windkraft vs. Photovoltaik: Mittelverwendung? Technische Lösungen? Kraft-Wärme-Kopplung ... s.u. 10Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 10 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung Motor Schaltanlage Generator Notstromdieselaggregat Warum Diesel? - Selbstzünder - Kraftstoffvorrat = Verfügbarkeit / Autonomiezeit - Unabhängig von anderen technischen Systemen 11Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © vs. Ottomotor vs. Erdgas vs. BHKW 11 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus (objektbezogen) AV … SV 1 … G ~ NEA SV 2 … Aufzüge RLT Löschanlage Angiographie OP allgemein ITS allgemein Notfall-CT Sicherheitsbeleuchtung Rechenzentren G ~ Normalstation Kälte Küche Radiologie Apotheke Verwaltung RLT Leitung 2 SV (IT) … Intensivmedizin IT-Trafo Patientenumgebung Mobile NEA 12Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 12 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung Technikgebäude NEA G ~ Kabelänge der Zuleitung vs. Eignung für Großgeräte? G ~ AV AV AV SV SV SV … Gebäude 1 … Gebäude 2 Mobile NEA … Gebäude n 13Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus (mehrere Objekte) 13 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung SV = ca. 50% Gesamtleistung Inselbetrieb = Überleben! AV … SV 1 … G ~ NEA SV 2 … Aufzüge RLT (Hygiene) Löschanlage Angiographie OP allgemein ITS allgemein Notfall-CT Sicherheitsbeleuchtung Rechenzentren G ~ Normalstation Ambulanz Küche Radiologie Apotheke Verwaltung RLT SV (IT) … Intensivmedizin IT-Trafo Patientenumgebung Mobile NEA 14Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 14 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Externe Stromversorgung, Notstrom, USV, Eigenerzeugung Status der Verfügbarkeit wichtiger Ressourcen bei Ausfall der Stromversorgung beispielhaft Abhängigkeit von externer Versorgung bei Ausfall >24h Stromausfall der/des: Voraussetzung Anschluß an SV Ausfalldauer Landesnetztes 2h 24h Umspannwerk 48h 2h 24h Mittelspannungsnetz 48h 2h 24h 48h AV-Einspeisung 2h 24h 48h Einrichtung 1 (z.B. OP) Einrichtung 2 Technik 1 (z.B. Telefon) Technik 2 Versorgung 1 Versorgung 2 (z.B. Küche) Infrastruktur Service 1 Service 2 Medium 1 (z.B. Wasser) Medien 2 15Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 15 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Notstrom SV = ca. 50% Gesamtleistung Inselbetrieb = Überleben! AV … SV 1 … G ~ NEA SV 2 … Aufzüge RLT Löschanlage Angiographie OP allgemein ITS allgemein Notfall-CT Sicherheitsbeleuchtung Rechenzentren G ~ Normalstation Ambulanz Küche Radiologie Apotheke Verwaltung RLT SV (IT) … Intensivmedizin IT-Trafo Patientenumgebung NEA als Rückfallebene bei Wartung oder Störung für mehrere Objekte 16Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 16 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Notstrom Verbesserte Lösung AV („zwingend“) AV („einschränkend“) … Normalstation Küche Apotheke RLT … Ambulanz Radiologie Verwaltung Kälte MT / IT Kälte sonstige Leitung 2 SV 1 … SV 2 G ~ NEA G ~ … Aufzüge RLT Löschanlage Angiographie OP allgemein ITS allgemein Notfall-CT Sicherheitsbeleuchtung Rechenzentren 17Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © SV (IT) … Intensivmedizin IT-Trafo Patientenumgebung 17 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Notstrom Verbesserte Lösung AV SV G (Gebäude) … Normalstation Ambulanz Küche Apotheke RLT … Radiologie Verwaltung Kälte Leitung 2 SV Medizin 1 … G ~ NEA (M) G ~ SV Medizin 2 … Aufzüge RLT Löschanlage Angiographie OP allgemein ITS allgemein Notfall-CT Sicherheitsbeleuchtung Rechenzentren SV (IT) … Intensivmedizin IT-Trafo Patientenumgebung NEA (G) 18Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 18 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Stromversorgung im Krankenhaus Notstrom Verbesserte Lösung AV SV G (Gebäude) … Normalstation Ambulanz Küche Apotheke RLT … Radiologie Verwaltung Kälte Leitung 2 SV Medizin 1 … G ~ NEA (M) G ~ SV Medizin 2 … Aufzüge RLT Löschanlage Angiographie OP allgemein ITS allgemein Notfall-CT Sicherheitsbeleuchtung Rechenzentren SV (IT) … Intensivmedizin IT-Trafo Patientenumgebung NEA (G) zur Vollversorgung im 1. Fehlerfall sowie als Rückfallebene bei Wartung oder Störung (u.U. für mehrere Objekte) 19Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 19 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Notstromversorgung im Krankenhaus: mehr als lebenserhaltend? Chancen und Risiken bei der Nutzung der Netzersatzanlage für andere Aufgaben als Notstrom (Spitzenlast) 20Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 20 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Nutzung der Netzersatzanlage für andere Aufgaben als Notstrom (Spitzenlast) Spitzenlastbetrieb SV-Versorgung - Optimierung Leitungsbezug - Verfügbarkeit - Zuverlässigkeit - Nachweis im Schadensfall (direkt / indirekt) - Regelleistungsreserve - Anlagenbetreuung - Umweltverträglichkeit TA Luft: <300h pro Jahr 21Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 21 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Nutzung der Netzersatzanlage für andere Aufgaben als Notstrom (Spitzenlast) 27.7.2015: ? Monatstest NEA, Parallelbetrieb, Defekt ATL Brand Motorenöl, NEA außer Betrieb 22Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 22 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Nutzung der Netzersatzanlage für andere Aufgaben als Notstrom (Spitzenlast) • • • • • ? Wie ist eine NEA technisch zu verändern? Welcher Aufwand in der Betriebsführung ergibt sich? Wie sicher sind die erhofften positiven Effekte? Schränkt die zusätzliche Nutzung die Verfügbarkeit ein? ALTERNATIVEN? Ja: Zusätzliche SV-Versorgungskapazitäten (statt AV) mittels Stromerzeugungsanlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung realisieren und dabei eine Vielzahl von positiven Effekten erreichen. 23Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 23 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Zusätzliche SV-Versorgungskapazitäten mittels Stromerzeugungsanlagen mit Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung AKM ~ Generator Brennstoff Ergas, Diesel Kühlturm Schichtenspeicher 400 V AC 3~ Absorptionskältemaschine Kolbenverbrennungsmotor BHKW Not-NotkühlerNotkühler Kälteverbraucher Wärmeverbraucher Stadtwasser 24Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 24 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Zusätzliche SV-Versorgungskapazitäten mittels Stromerzeugungsanlagen mit Kraft-Wärme-(Kälte)-Kopplung Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung im Krankenhaus VORTEILE Dezentrale Energieversorgung ist umweltschonend Besserer Wirkungsgrad gegenüber Großkraftwerk (>90% statt 30%) CO2-Reduktion Stromeigenproduktion erspart teuren Stromeinkauf Investitionsförderung (z.B. EFRE mit 50..80% Förderquote) Rückvergütung von Gassteuer für in BHKWs verbranntes Erdgas KWK-Zuschuss Stromverkauf an örtlichen Netzbetreiber bei hohem Wärmebedarf zur BEACHTUNG Einsatz nur dort, wo elektrische und thermische Energie gleichzeitig benötigt wird Inselbetrieb (Notstrom) nur bedingt möglich (z.B. statt AV) 25Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 25 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne Nutzung der Netzersatzanlage für andere Aufgaben als Notstrom (Spitzenlast) ? Nur mit besonderer Risikoabwägung! alternativ Dezentrale Energieversorgung (KWKK) mit ergänzender Notstromversorgung 26Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 26 17. Fachgespräch Energiesysteme der Zukunft Sicherheitsstromversorgung im Krankenhaus 27.10.2015, Universität Leipzig Vortrag Herr Jens Kühne DISKUSSION 27Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung © 27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit © Universitätsklinikum Leipzig AöR I Bereich 5 - Planung und technische Gebäudeverwaltung 28
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