Blockheizkraftwerke

Konventionelle Kraftwerke

In konventionellen Kraftwerken wird die eingesetzte Energie (Erdgas, Kohle oder Öl) zur Stromerzeugung nur zu einem kleinen Teil genutzt. So hat ein modernes Kohlekraftwerk einen Wirkungsgrad von ungefähr 35% bis 42%, ein Gas- und Dampfturbinen- Kraftwerk (GuD) erreicht bis zu 55%. Der restliche Anteil der eingesetzten Energie – immerhin 45% – 60% – wird in Wärme umgewandelt und geht verloren: Ungenutzt verpufft sie durch den Schornstein oder wird mit dem Kühlwasser in die Flüsse abgeführt.
Eine unsinnige Verschwendung der Wärme, die in privaten Haushalten zum Heizen und für die Warmwasser- Bereitung oder in der Industrie für zahlreiche thermische Prozesse gebraucht wird. Während die Abwärme aus dem Kraftwerk vernichtet wird, wird andernorts die Nutzerenergie durch Verbrennung fossiler Rohstoffe erzeugt.

Kraft-Wärme-Koppelung; KWK

Eine bessere Nutzung der Wärmeenergie bringt die Kraft- Wärme- Koppelung, die eine gekoppelte Erzeugung und Nutzung von Strom und Wärme darstellt. In KWK’s wird die Abwärme der Stromerzeugung über Wärmetauscher ausgekoppelt und als Nutzenergie bereitgestellt. Über Wärmenetze kann sie vom Kraftwerk aus an einzelne Verbraucher verteilt und zum Heizen genutzt werden. So ersetzt eine Heizzentrale die Wärmeerzeugung von vielen einzelnen Heizungsanlagen. Das Prinzip der KWK wird bereits vielfach in Heizkraftwerken realisiert. Durch die gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme werden zirka 80% der Primärenergie genutzt und so Ressourcen geschont.

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Blockheizkraftwerke

Durch die Entwicklung von BHKW’s wurde die Kraft- Wärme- Kopplung auch für Objekte erschlossen, die nicht an ein Nah- oder Fernwärmenetz angeschlossen sind. Durch den dezentralen Einsatz werden die Verluste durch die Übertragung verringert, wodurch ein Wirkungsgrad über 90% erreicht werden kann.
Unsere Blockheizkraftwerke zur dezentralen Strom- und Wärmeversorgung sind kompakte, anschlussfertige Anlagen. Der Motor, Generator zur Stromerzeugung und die Wärmetauscher zur Auskopplung der Nutzwärme sind als Block montiert, der mit der umgebenden Schalldämmhaube und der Schaltanlage geliefert wird. Die BHKW’s müssen am Aufstellort nur noch angeschlossen werden. Sie eigenen sich dadurch für den Einsatz in Wohnhäusern, Schulen und Hotels, Verwaltungsgebäude, Gewerbebetriebe und andere Einrichtungen. Da Strom und Wärme dezentral dort erzeugt werden, wo sich auch genutzt werden, treten nur minimal Verluste auf.

BHKW – Aufbau und Funktion

Die folgende Graphik zeigt den schematischen Aufbau und den Energiefluss eines Pflanzenöl-BHKW. Der Kraftstoff wird aus dem Tank über die Kraftstoffleitung dem Dieselmotor zugeführt. Dieser wandelt den Kraftstoff durch Verbrennung in Wärme und mechanische Energie um, welche durch den Generator in elektrische Energie gewandelt wird. Deshalb spricht man von der gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung. Der erzeugte Strom wird entweder komplett ins Stromnetz eingespeist oder zum größtmöglichen Teil im eigenen Gebäude verbraucht. Das heiße Abgas wird im Abgassammelrohr (hier nicht dargestellt) und im Abgaswärmetauscher abgekühlt; d.h. die Wärme wird zusätzlich zur Motorwärme an den internen Kühlkreislauf abgegeben. Dieser ist über einen Plattenwärmetauscher mit dem externen Heizungskreislauf verbunden. Extern wird die Wärme in der Regel in einen Pufferspeicher geführt um relativ lange Laufzeiten zu erreichen. Die BHKW-Steuerung BR06 übernimmt die vollständige Regelung, Steuerung und Überwachung des BHKW sowie z.B. der Kraftstoffpumpstation und der Regelpumpe im Heizungskreis.
Die eingesetzte Energie von 100% Kraftstoff wird durch die gekoppelte Strom- und Wärmeerzeugung bis zu 90% effektiv genutzt. Davon werden im kleinen Leistungsbereich 37% in Strom und 53% in Wärme umgewandelt. Minimale Verluste von ca. 10% ergeben sich z.B. durch die Restwärme im Abgas und die Abstrahlung der Schalldämmhaube.

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Ausführungen

Blockheizkraftwerke in der Ausführung Netzparallelbetrieb können ausschließlich parallel mit dem öffentlichen Stromnetz betrieben werden. Ein Inselbetrieb z.B. bei Netzausfall ist damit nicht möglich. Diese Blockheizkraftwerke werden vorrangig zur Beheizung von Objekten eingesetzt, wobei der Stromüberschuss in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird.

Blockheizkraftwerke in der Ausführung Netzparallelbetrieb mit Notstromfunktion haben den Vorteil, dass sie auch bei Netzausfall die Versorgung des Objektes mit Strom und Wärme aufrechterhalten können. Die Umschaltung auf Notstrombetrieb erfolgt vollautomatisch.

Blockheizkraftwerke in der Ausführung Inselbetrieb kommen bei Objekten zum Einsatz, wo kein Anschluss an das öffentliche Stromnetz vorhanden ist. Ein Parallelbetrieb mit dem öffentlichen Stromnetz ist mit dieser Ausführung nicht möglich.