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Technik
Mikro-BHKWs – eine Technologieübersicht Ursprünglich beruhen BHKW-Anlagen auf Verbrennungsmotoren. Inzwischen sind – zumindest für den Mikro-KWK-Bereich – auch andere Systeme im Einsatz. medium gas sorgt für den Überblick.
Blockheizkraftwerke sind Strom und Wärme erzeugende Anlagen. Für die Warmwasserbereitung nutzen BHKWs in der Regel die thermische Energie, die beim Verbrennen eines Brennstoffs bzw. beim Kondensieren von Wasser oder Wasserdampf entstehen. Die elektrische Energie wird dagegen durch einen mechanischen Prozess erzeugt, in der Regel durch die Kolbenbewegung in einem Motor, der wiederum einen Generator antreibt. Eine Ausnahme bildet die Brennstoffzelle. BHKWs eignen sich dort, wo sowohl ein Strom- als auch ein Wärmebedarf herrscht. Große Anlagen mit einer Leistung über 50 kW sind in der Regel stromgeführt, d. h., ihre Hauptfunktion ist es, Strom zu erzeugen bzw. als Notstromaggregat zu agieren. Die zusätzlich zum Strom erzeugte Wärme kann zur Gebäudehei-
zung oder als Prozesswärme für die Produktion genutzt werden. Sogenannte Mini- und Mikro-BHKW-Anlagen weisen einen wesentlich geringeren Leistungsbereich auf. Mini-BHKWs arbeiten im Leistungsbereich bis 50 kW, sind daher für große Einfamilienhäuser, Mehrfamilienhäuser und kleine Gewerbebetriebe geeignet. Mikro-BHKWs leisten bis 15 kW, sie gehören damit zur kleinsten Leistungsklasse der KWK-Technologie. Sie werden in Ein- und Zweifamilienhäusern eingesetzt. Sowohl Mini- als auch Mikro-BHKWs sind in der Regel wärmegeführt, d. h., sie dienen vorrangig als Heizung. Der zusätzlich erzeugte Strom kann entweder im Haus verwendet oder ins öffentliche Netz eingespeist werden. Beide haben einen hohen Gesamtnutzungsgrad von ca. 90 Prozent.
Mikro-BHKW mit Stirlingmotor
Foto: Whisper Tech
Beim Stirlingmotor, auch Heißgasmotor genannt, wird ein beliebiger Kraftstoff eingesetzt, um ein Arbeitsgas im Zylinder abwechselnd zu erhitzen und abzukühlen. Durch die Bewegung des Kolbens entsteht mechanische Energie, die einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Das Arbeitsgas wird von außen erwärmt, deshalb kann ein Stirlingmotor auch mit beliebigen Wärmequellen betrieben werden. Der erste Stirlingmotor wurde bereits um 1820 entwickelt, der erste Einsatz im BHKW erfolgte Anfang der 1990er Jahre in Neuseeland. Der elektrische Wirkungsgrad liegt bei ca. 15 %, der Gesamtwirkungsgrad bei ca. 90 %. 38
Hersteller
Gerät
elektr. Leistung [kW]
therm. Leistung [kW]
Baxi Group
Ecogen
Status
0,2 – 1,0
3,7 – 25,2
Optimierungs-/ Testphase
Bosch Thermotechnik GmbH/Enatec microcogen B.V.
1
4,0 – 35,0
Optimierungs-/ Testphase
Buderus (Bosch Thermotechnik GmbH)
0,3 – 1,0
3,0 – 31,0
Technische Entwicklung
Cleanergy AB
ehemals Solo Stirling 161
2,0 – 9,0
8,0 – 26,0
Optimierungs-/ Testphase
Remeha (DeDietrich Remeha GmbH)
eVita
1
3,0 – 23,7
Optimierungs-/ Testphase
Sunmachine GmbH
Sunmachine Gas
1,5 – 3,0
4,5 – 10,5
Produktidee
Vaillant Deutschland GmbH
1,0
24,0
Technische Entwicklung
Viessmann Werke GmbH & Co. KG
1,0
24,0
Technische Entwicklung
WhisperGen (EHE Efficient Home Energy SL)
1,0
7,5 – 14,5
Markteinführungsphase