Was ist ein Blockheizkraftwerk (BHKW)?

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine Anlage, die Strom und Wärme erzeugt. Es wird üblicherweise an dem Ort betrieben wird, an dem Bedarf an Wärme besteht.

Vorteile von Blockheizkraftwerken

Beim Erzeugen von Strom entsteht häufig Wärme, die in einem herkömmlichen Kraftwerk eher störend als nützlich ist. Beim BHKW dient die Hitze als Heizung oder der Versorgung mit warmem Wasser. Damit erhöht sich der Wirkungsgrad, also das Verhältnis zwischen eingesetzter und genutzter Energie. In einem Kraftwerk bleiben bis zu 75 Prozent der eingesetzten Energie ungenutzt, ein BHKW kann je nach Technik 80 bis 100 Prozent nutzen.

Funktion des BHKWs

Das Kraftwerk in den Anlagen erzeugt Strom über einen Generator, also durch Drehen von elektrischen Leitern in Magnetfeldern. Für deren Bewegung sorgen Motoren der unterschiedlichsten Art. Neben Verbrennungsmotoren kommen auch Gasturbinen oder Stirlingmotoren zum Einsatz. Als Brennstoff dient üblicherweise Erd- oder Biogas beziehungsweise Diesel oder Pflanzenöl.

Die beim Verbrennen und durch Reibung entstehende Wärme heizt Wasser auf, das wiederum dem Heizen eines Gebäudes dient oder Trinkwasser erhitzt. Das Heizen unterscheidet sich also kaum von herkömmlichen Heizanlagen. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Heizung später durch ein Blockheizkraftwerk zu ersetzen oder zu ergänzen.

Unterteilungen der Anlagen

Die Größe von BHKWS wird nach der elektrischen Leistung bemessen. Liegt diese im Bereich zwischen ein und 2,5 Kilowatt ist die Bezeichnung Nano-BHKW üblich. Der Begriff Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (Mikro-KWK) bezieht auch auf Anlagen die bis zu 10 Kilowatt liefern und Mini-KWKs produzieren bis zu 50 Kilowatt. Größere Anlagen sind oft Heizkraftwerke, welche die Wärme in ein Fernwärmenetz einspeisen.

Die Nano-Klasse eignet sich für Einfamilienhäuser, während die Mirko- und Mini-BHKWs sich für Wohn- und Geschäftskomplexe, Krankenhäuser, Schwimmbädern und Mehrfamilienhäuser eignen.

Steuerung der Anlagen

Da ein Blockheizkraftwerk Strom und Wärme liefert, ergeben sich 4 verschiedene Arten der Steuerung:

  • Wärmegeführt: Die Leistungsabgabe richtet sich nach dem Wärmebedarf. Wenn keine Wärme benötigt wird, stellt die Anlage ab und erzeugt auch keinen Strom. Bei Anlagen mit mehreren Aggregaten laufen zum Teil nur einige Generatoren, wenn nur wenig Wärme benötigt wird. Bei dieser Steuerung steht das Erzeugen von Strom nicht im Mittelpunkt. Elektrische Energie ist ein „Nebenprodukt“ der Wärmeerzeugung.
  • Stromgeführt: Bei diesem Modell ist es genau umgekehrt. Hier steht das Erzeugen von Strom im Mittelpunkt. Wenn die, dabei entstehende, Wärme nicht benötigt wird, gibt die Anlage diese an die Umgebung ab. Der Wirkungsgrad ist dadurch geringer. Diese Art der Steuerung ist in sogenannten Insellagen sinnvoll, beispielsweise auf abgelegenen Berghütten.
  • Stromorientiert: Hier steht der Wärmebedarf im Mittelpunkt, ohne den Bedarf an Strom völlig zu vernachlässigen. Die Anlage läuft, wenn Strom benötigt wird und die Wärme entweder sofort gebraucht wird oder in einem Puffer gespeichert werden kann. Sie stellt sich aber ab, wenn ein Kühlen nur durch Abgabe von Wärme an die Umgebung möglich ist.
  • Netzgeführt: Die Anlage ist Teil eines Verbundes von mehreren Kraftwerken. Die Steuerung erfolgt wie beim stromgeführten Modell über den Strombedarf. Allerdings ist bei diesem Modell mehr Raum um die einzelnen BHKWs effizient zu nutzen.

Auslegung von Heizkraftwerken

Die Kombination von Strom- und Wärmeerzeugung ist nicht ganz unproblematisch. Die Kapazität der Anlagen kann sich am maximalen Heizenergiebedarf oder an der Grundlast, also dem in der Regel üblichen Bedarf richten. Es macht wenig Sinn, die anspruchsvolle Technik zu betreiben, wenn nur Wärme benötigt wird.

Eine Anlage, die sich am Spitzenbedarf orientiert, wird naturgemäß sich häufiger an- und ausschalten, also takten. Dies erhöht die Belastung und führt zu einem schnellen Verschleiß. Außerdem läuft sie im Vergleich zu einer kleinen Anlage, welche die Grundlast abdeckt weniger. Ein BHKW sollte im Jahr 7.900 Stunden laufen und Strom erzeugen. Eine Anlage, deren Kapazität den Spitzenbedarf abdeckt, läuft meist nur 3000 bis 5000 Stunden.

Größere Blockheizkraftwerke werden daher nach der Grundlast konzipiert und mit einem Spitzenlastkessel kombiniert, der bei Bedarf nur Wärme erzeugt. Mini-BHKWs und kleinere Ausführungen orientieren sich an der Spitzenlast und versuchen die Spitzen zum Teil durch Pufferspeicher abzufangen.

Ein wirtschaftlicher Betrieb ist nur möglich, wenn das Blockheizkraftwerk im Jahr mindestens 4.000 Stunden läuft. Daher ist die Wahl der Größe entscheidend ob die Anlage sich auf Dauer rentiert oder nicht.

Please follow and like us:

Durch das Fortsetzen der Benutzung dieser Seite, stimmst du der Benutzung von Cookies zu. mehr Informationen

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

schließen