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bioenergie bhkwMini - BHKW

 

Die Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (Mikro-KWK) steht für eine Klasse von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK), die das unterste Leistungssegment der KWK abdeckt. In Anlehnung an eine dreiphasige Einspeisung ins Niederspannungsnetz (16 A, 400 V) wird eine Abgrenzung von "<"15 kW_el vorgeschlagen. Sie ist vor allem für den Einsatz in Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie im Kleingewerbe geeignet. Die Mikro-KWK erlaubt den Einsatz der energieeffizienten Kraft-Wärme-Kopplung auch ohne Fernwärmenetz zur dezentralen Energieerzeugung und verringert die Übertragungsverluste durch dezentrale Stromerzeugung.

Die Technik des Mini BHKW

Bei einem Blockheizkraftwerk (BHKW) wird der Energieträger, meist Erdgas, in einem thermodynamischen Kreisprozess genutzt, um mechanische Energie und daraus elektrische Energie zu generieren. Die Abwärme wird in das Heizungssystem des Gebäudes eingekoppelt. Der Strom wird selbst genutzt, der Saldo über das Netz ausgeglichen. Um auch im Sommer auf Laufzeiten des KWK-Aggregats zu kommen, ist es wichtig, dass auch die Warmwassererzeugung zentral erfolgt. In der Regel erfolgt die Auslegung so, dass die Grundlast an Wärme (Warmwasser + Übergangszeit) durch das BHKW bereitgestellt wird und der Spitzenwärmebedarf für die kalten Wintertage durch einen Zusatzbrenner geliefert wird. Ein Wärmespeicher entkoppelt die Wärme- von der Stromlieferung und erlaubt neben einer taktungsarmen Fahrweise den Betrieb zu Zeiten mit hohen Eigenstrombedarf.

Motorisches BHKW

Das motorische Blockheizkraftwerk ist eine ausgereifte Technologie, die von der hundertjährigen Entwicklungsgeschichte von Otto- und Dieselmotoren profitiert. Auch bei Mikro-KWK sind mehrjährige Anwendungserfahrungen vorhanden. Neben Erdgas und Flüssiggas werden Heizöl und neuerdings auch Pflanzenöl eingesetzt. Neben der erprobten Technik ist beim Motor-BHKW der hohe elektrische und thermische Wirkungsgrad positiv hervorzuheben (elektrisch 20 bis 25%, gesamt etwa 80-90%). Negativ an den Motor-BHKW sind die hohen Wartungskosten, die hauptsächlich durch die Ölwechselintervalle begründet sind. Weiterhin sind die im Vergleich zu anderen Typen hohen Emissionen zu nennen, was sich durch die interne Verbrennung begründet. Darüber hinaus stört die Entwicklung von Lärm und Schwingungen, die man durch Kapselung auf ein akzeptables Maß eindämmt.

Stirlingmotor

Der Stirlingmotor ist vom Konzept her älter als die Verbrennungskraftmaschinen, wurde aber durch deren Erfolg als Fahrzeugantrieb in ein Nischendasein getrieben. Als Maschine für den Einsatz als Heizkraftblock zur Energieversorgung von Gebäuden erlebt er eine Renaissance. Dies ist vor allem der äußeren Verbrennung zuzuschreiben. Hier kann mit kontinuierlicher Flamme gearbeitet werden, was sehr geringe Abgasemissionen mit sich bringt und auch verschiedenste gasförmige, flüssige und feste Brennstoffe zulässt. Darüber hinaus ist ein geräuscharmer Betrieb möglich. Zudem sind die Wartungskosten im Vergleich zum Verbrennungsmotor aufgrund des fehlenden Schmierölbedarfs geringer. Der Stirlingmotor kann über einen weiten Bereich moduliert werden; allerdings erreicht er nicht die guten elektrischen Wirkungsgrade der Verbrennungsmaschine. Im Gesamtwirkungsgrad kommt er allerdings auf über 90%.

Dampfmotor

Im Dampfmotor wird Wasser in einem geschlossenen Kreislauf erhitzt und verdampft, in einem Expansionsmodul verrichtet der Wasserdampf Arbeit, kondensiert und gibt dabei Wärme an den Heizkreis ab und wird anschließend zum Verdampfer zurückgepumpt. Der Dampfmotor arbeitet wie der Stirling mit externer Verbrennung und kommt daher auch auf ähnlich gute Abgaswerte und Brennstoffflexibilität. Allerdings sind bei den kleinen Dimensionen im Bereich der Mikro-KWK beim Dampfkreislauf nicht dieselben elektrischen Wirkungsgrade wie beim Großkraftwerk erreichbar, sondern nur um die 10 bis 15%. Positiv für das Konzept sprechen die geringen Wartungskosten ähnlich einer Brennwerttherme und der Gesamtwirkungsgrad von über 90%.

Vergütung

Biomasse nach § 8 EEG Grundvergütung? 150 kW: 11,5 ct/kWh? 20 MW: 8,4 ct/kWh? 5 MW: 8,9 ct/kWh? 500 kW: 9,9 ct/kWhjeweils Mindestvergütung, Degression 1,5% / aFür Verwendung von Altholz (A III/IV)3,9 ct/kWhBonus auf Nachwachsende Rohstoffe bei ausschließlicher Verwendung von Pflanzen, Gülle, Schlempe …? 150 kW: +6 ct/kWh? 5 MW: +4 ct/kWh? 500 kW: +6 ct/kWhBei Verbrennung von Holz? 5 MW: +2,5 ct/kWh Der KWK- und Technologie-BonusWerden die Anlagen als Kraft-Wärme- Kopplung betrieben +2 ct/kWh für KWK-Anteil

Wird innovative Technik eingesetzt z.B. Stirling, Dampfmotoren oder Brennstoffzellen +2 ct/kWh für innovative Technik