Funktionsweise eines BHKW (technische Details inkl. Video)
Wie funktioniert ein Blockheizkraftwerk? Die Funktionsweise eines Blockheizkraftwerks ist denkbar einfach: Stromerzeugung bei gleichzeitiger Nutzung der Abwärme für den Eigenbrauch.
Der Motor ist das Herzstück
Als Brennstoffe können fossile und regenerative Kohlenwasserstoffe verwendet werden, darunter Heizöl und Pflanzenöl, insbesondere Palmöl, und Biodiesel für einen Dieselmotor oder Erdgas und Biogas für eine Gasturbine, einen Ottomotor oder den Zündstrahlmotor. Auch nachwachsende Rohstoffe werden als Kraftstoffe verwendet. Holzhackschnitzel und Holzpellets werden in Dampfkraftanlagen, Stirlingmotoren und Holzvergasern in Verbindung mit einem Ottomotor verheizt.
Häufige Fehler bei der technischen Einbindung
- richtige Größe bei den Leitungen wählen
- Überströmungen im Heizungssystem vermeiden, da sonst Rücklauftemperaturen
- richtige Druckhaltung beachten
- Heizungswasser richtig aufbereiten
Die Funktionsweise am Bsp. eines Erdgas BHKW
Schematischer Aufbau eines Blockheizkraftwerks am Bsp. eines Mini BHKW
Klassischer Aufbau eines BHKW: Verbrennungsmotor, Generator und Wärmetauscher; Bildnachweis: www.ing-büro-junge.de
Mit Hilfe der Verbrennungskraftmaschinen wird ein Generator angetrieben und die dadurch erzeugte Bewegungsenergie wird in Strom umgewandelt. Durch diese Art der Stromgewinnung in einem Blockheizkraftwerk entsteht gleichzeitig Abwärme, die als Wärmeenergie genutzt wird. Diese effiziente und vor allem dezentrale Nutzung von gleichzeitig bereitgestellter Wärme und Elektrizität wird durch das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) realisiert. Bei der Stromerzeugung in einem Blockheizkraftwerk entsteht auf zweierlei Art Abwärme: 1. Der Motor wird mit Wasser gekühlt, das sich dabei erhitzt. 2. Die durch die Verbrennung erzeugten Abgase geben Wärme ab, die mit Hilfe eines Wärmetauschers und zur Brauchwassererwärmung genutzt werden. Der Vorteil liegt darin, dass der so erzeugte Strom entweder vor Ort für den Eigenverbrauch genutzt werden kann, oder der Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Dafür erhält der Betreiber sogar eine Förderung in Form einer Vergütung.
Aufbau- und Funktionsweise in Mehrfamilienhäusern
BHKW in mehreren Wohnungen/Häusern über ein Nahwärmenetz anschließen; Bildnachweis: www.ing-büro-junge.de
Je nach Art der Verbrennungskraftmaschine variiert der Schwerpunkt der Wärmeerzeugung. Bei Verbrennungsmotoren und Gasturbinen fällt der größte Teil der Abwärme im Kühlwasser an. Diese Unterschiede werden hinsichtlich der Einsatzbereiche berücksichtigt. Motorenanlagen werden deshalb vor allem bei der Bereitstellung von Raumwärme eingesetzt, während mit Gasturbinen funktionierende Blockheizkraftwerke vorwiegend in der Industrie zur Bereitstellung von Niedertemperaturen bis 500 Grad zum Einsatz kommen. Blockheizkraftwerke sind nicht allein auf die Bereitstellung von Raumwärme beschränkt, sondern erzeugen auch über Wasserdampf und Heißluft Prozesswärme und dienen mittels einer Absorptionswärmepumpe der Klimatisierung und damit auch der Kühlung.
Vereinfachtes Funktionsschema eines BHKW; Bildnachweis: Wikipedia – Peter Lehmacher (CC BY-SA 3.0)
- Voraussetzung is eine Verbrennungskraftmaschine (Diesel- oder Gasmotor, Stirlingmotor usw.)
- Kraftstoffe: Heizöl, Pflanzenöl, Biodiesel usw.
- Der Verbrennungsmotor treibt einen Generator an –> Stromerzeugung –> dabei entsteht Wärme
- Grundlage bildet das Kraft-Wärme-Kopplung-Prinzip (KWK)