Blockheizkraftwerk

BHKW Ecopower
Mein eigenes BHKW

Inhalt

Definition
Technik
Wirtschaftlichkeit

 

Definition

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine modular aufgebaute Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird, aber auch Nutzwärme in ein Nahwärmenetz einspeisen kann.

Es setzt dazu das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung ein.

Als Antrieb für den Stromerzeuger können Verbrennungsmotoren, d. h. Diesel- oder Gasmotoren, aber auch Gasturbinen verwendet werden.

Quelle: Wikipedia

 

Technik

Mikro-BHKW von ca. 1 bis 6 kW elektrischer und ca. 2,5 bis 15 kW thermischer Leistung eignen sich für den Heizbetrieb von Ein- und Mehrfamilienhäusern im Winter.

Diese werden von Verbrennungs- oder Heißgasmotoren angetrieben.

Bei diesen Anlagen wird die Motorabwärme im Kühlkreislauf und im Abgas über Wärmeübertrager in den Heizkreislauf der Gebäude-Zentralheizung überführt.

Dadurch ein Primärenergienutzungsgrad von bis zu 95 % erreichbar.
Kosten für Strom und Wärme im Haus können erheblich gesenkt werden.

Konventionell erzeugter Strom erreicht hingegen nur einen Primärenergienutzungsgrad von ca. 30  %, da die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme ungenutzt durch Kühltürme entsorgt und der Strom durch lange Leitungen zu den Verbrauchern transportiert werden muss.

Der rein elektrische Wirkungsgrad bei Motorvolllast beträgt je nach Brennstoff, Größe und Bauweise zwischen 10 und 15 % beim Stirlingmotor und 26,3 % beim oben abgebildeten Vaillant-BHKW mit Verbrennungsmotor.

Zusätzlich vorhandene Spitzenlast-Heizgeräte decken den Mehrbedarf an Heizwärme ab.

Primäre Aufgabe des BHKW ist die Stromerzeugung. Die dabei anfallende Abwärme wird zum heizen genutzt.

 

Verbrennungsmotor

Verbrennungsmotor

Quelle: Wikipedia

 

Funktionsweise

  • Der Verbrennungsmotor treibt den Generator an.

  • Abwärme aus Motorkühlung und Abgas wird über einen Wärmetauscher der Heizung zugeführt.

Nötige Filter,- Öl- sowie Zündkerzenwechsel verursachen relativ hohe Wartungskosten.

 

Stirlingmotor

(Heißgasmotor)

 

 Stirlingmotor

Quelle: Ökofen

Der abgebildete Microgen Stirlingmotor produziert Wechselstrom (50Hz) und leistet 1kW thermisch.

Aufbau

  • Stirlingkopf (1)
  • Wärmeübertragerrippen (2)
  • Feder (3)
  • Verdrängerkolben (4)
  • Wassergekühlter Bereich (5)
  • Arbeitskolben (6)
  • Magnetband (7)
  • Kupferspule (8)

In einem Stirlingmotor wird ein Arbeitsgas von außen durch die Verbrennung des Brennstoffes erhitzt und durch das Heizungswasser an anderer Stelle gekühlt.

Zwischen dem heißen und dem kühleren Bereich bewegt sich das Arbeitsgas hin und her.

Dadurch entsteht Bewegungsenergie, die ein Generator in Strom umwandelt.

 

Stirlingmotor


Quelle: Wikipedia

               

Funktionsweise

  • Der Verdrängungskolben drückt Helium durch den Regenerator vom Kopf zum Kühler.

  • Die Feder am gegenüberliegenden Gehäuseboden drückt den Kolben wieder nach oben.

  • Das Helium wird abwechselnd erhitzt und abgekühlt; es dehnt sich aus und zieht sich wieder zusammen. Dabei entsteht eine Druckwelle.

  • Der Arbeitskolben wird durch die Druckwellen nach oben und unten bewegt.

  • Der magnetische Arbeitskolben ist umgeben von der feststehenden Magnetspule mit Kupferwicklungen. Dadurch entsteht Wechselstrom.
  • Dieser Zyklus wiederholt sich 50 mal pro Sekunde. 

 

Aufgrund fehlender Verbrennungs- und Explosionsprozesse im Motor arbeiten Stirlingmotoren leise, sollen eine hohe Lebensdauer erreichen und wartungsfrei laufen.

 

Wirtschaftlichkeit

Am Beispiel des Vaillant Eco-Power 1.0

 

 Wirtschaftlichkeit

Quelle: Vaillant

 

Im Vergleich zu herkömmlicher Strom- und Wärmeerzeugung werden ca. 32 % Primärenergie eingespart.

Bis zu 52% weniger CO²-Ausstoß gegenüber herkömmlicher Strom- und Wärmeerzeugung.

Prognose eines realen Projekts:

  

WirtschaftlichkeitBHKW Prognose klein

 

Vergütungen/Einsparungen

KWK-Bonus
für selbst erzeugten Strom 5,11 Cent/kWh garantiert für mindestens 10 Jahre.

Einspeisevergütung
Entgelt für ins Netz eingespeisten Strom nach gültigem Marktpreis, im Durchschnitt min. 5,0 Cent/kWh (Quartalswert nach EEX).

Netznutzungsentgeld
Vermiedenes Netznutzungsentgelt für den ins Netz eingespeisten Strom.

Stromsteuer
Keine Stromsteuer für selbst erzeugten und genutzten Strom.

Energiesteuer
Rückerstattung der Energiesteuer für den verbrauchten Brennstoff.

 

Randbedingungen

  • Wärmebedarf zwischen 15.000kWh/a und 25.000kWh/a für das Gebäude

  • Abdeckung des jährlichen Eigenstrombedarfs bis zu 70% möglich

  • Optimal im Modernisierungsfall durch Nutzbarkeit des vorhandenen Heizsystems (Heizkörper etc.) durch hohe Systemtemperaturen

  • Wärmegeführtes System: Ausgelegt auf Grundlastversorgung für lange Laufzeiten

 

BHKW und Kompensationsprinzip der EnEV

Eine schlechtere Gebäudehülle kann durch den Einsatz effizienter und/oder regenerativer Energie- und Anlagentechnik kompensiert werden.

Diese prinzipiell sinnvolle Regulierung kann durch ein "ohne Sinn und Verstand" eingesetztes BHKW den Energiespargedanken jedoch konterkarieren.

Je schlechter die Dämmung, desto größer der Endenergieaufwand - aber desto größer auch der prozentuale KWK-Anteil - und desto günstiger der Primärenergiefaktor.

Die Anforderungen der EnEV werden trotz eines höherem Bedarf an Primärenergie erfüllt!

So wird die Energiewende nicht gelingen.

Deshalb an dieser Stelle mein Appell:

 

Erst Energieverbrauch vermeiden - dann Energieverbrauch reduzieren!

 

weitere Infos

Steuerliche Behandlung von KWK-Anlagen
Mikro-KWK´s

back