Aufbau und Funktion von Klein - Blockheizkraftwerk BHKW - Anlagen mit Gas oder anderen Brennstoffen Wirtschaftlichkeit, Vorteile und Nachteile der Kopplung von Heizung und Erzeugung von Strom mit Einspeisevergütung beispielsweise für Ihr Einfamilienhaus
Blockheizkraftwerk BHKW ist ein Begriff, dessen Zusammensetzung erst einmal erklärt werden muss: "Block" steht dafür, dass das Aggregat als eine Einheit besteht, "heiz" steht für die Gerätekomponente Heizung, "kraft" steht für die Möglichkeit Strom zu erzeugen und "werk" sagt aus, dass das Aggregat eine Arbeit verrichtet, also etwas herstellt. Man bezeichnet den Vorgang in den Aggregaten auch in Fachkreisen als Kraft-Wärme-Kopplung KWK - eine gemeinsame und ineinander übergehende Erzeugung von Strom und Heizwärme. Zur Erreichung der Ziele der Bundesregierung und der EU beim Klimaschutz gibt es sogar finanzielle Förderungen für Klein-Anlagen beim Einsatz von fossilen Brennstoffen, da die Energieverluste beim Blockheizkraftwerk bei nur 10% liegen. Das Blockheizkraftwerk ist grob genommen ein Verbrennungsmotor mit einem angeschlossenen Generator. Als Brennstoffe für den Motor kann man auf ein breites Sortiment zurückgreifen: Erdgas, Biogas, Flüssiggas, Heizöl, Dieselöl, Rapsöl, Synthese - und Holzgas, Wasserstoff, Deponie - und Klärgas, Äthanol, Methanol. Bei Verwendung der erneuerbaren Bio - Brennstoffe aus Erneuerbarer Energie gibt es übrigens noch zusätzliche finanzielle Fördermöglichkeiten für den Bau von Klein - BHKW - Anlagen bzw. für die überschüssig erzeugte elektrische Energie eine höhere Einspeisevergütung in das öffentliche Stromnetz. BHKW - Anlagen haben ihre Vorteile und Nachteile (siehe unten).
Die erzeugte elektrische Leistung beträgt beim Klein - BHKW mindestens 5 kWel und die Heizleistung beginnt bei 12 kW. Damit kann man gut ein Einfamilienhaus mit Energie versorgen. Nach oben hin sind den elektrischen und thermischen (Heiz-) Leistungswerten nur durch die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der jeweiligen Anlagen Grenzen gesetzt. Hauptkriterien für die Rentabilität vom Blockheizkraftwerk sind die Dauer der Nutzung der Aggregate sowie die Höhe der Einspeisevergütung in das öffentliche Stromnetz. Weiterhin sollte man in seine Berechnung für die Wirtschaftlichkeit die Investitionskosten der Anlage selbst, bauliche Anpassungsarbeiten am Aufstellungsort, Kosten für den Brennstoff, Kosten für Reparaturen und Wartung sowie die Lebensdauer der Motoren (ungefähr 40.000 Stunden bis zur Überholung) einrechnen.
Der Ort der Aufstellung der Blockheizkraftwerke befindet sich bei Klein - Anlagen im Heizungskeller. Dabei sind die Herstellerangaben für die Größe des Raumes und spezieller baulicher Anforderungen bei der Planung zu beachten. Örtliche behördliche Bauordnungen für Heizräume in Hinsicht auf Brandschutz, baulicher Schallschutz, Fluchttüren, Bodenbelastbarkeit, Abgasfortleitung und mehr müssen vom Planer der Anlage beachtet werden. Überlassen Sie die Planung für die Aufstellung eines BHKW in Ihrem Einfamilienhaus oder in einem größeren Haus einem ausgewiesenen Planungs-Fachmann. Die Materie Blockheizkraftwerk ist sehr umfangreich, da nicht nur die Heizung sondern auch die Stromerzeugung ihre eigenen Vorschriften hat. Ein Fachmann hat meistens auch noch geldwerte Tipps für den Betrieb von einem Blockheizkraftwerk parat!
Die Größe eines Klein - Blockheizkraftwerk ist meistens nicht größer als ein normaler Heizkessel. Zum Schallschutz gegen den Lärm des Verbrennungsmotor reicht oft eine Schalldämmhaube aus, die auf das Aggregat montiert wird. Gegen eventuelle Geräusche über Wandöffnungen für die Belüftung des Heizraumes an die Umgebung können einfache Kulissen - oder Rohrschalldämpfer verwendet werden. Dies ist aber nicht immer notwendig.
Der elektronischen Regelung und Steuerung kommt beim Blockheizkraftwerk große Bedeutung zu, denn es müssen der Heizbetrieb für die Heizung und die Trinkwassererwärmung sowie die Erzeugung von Strom mit den jeweils einzuhaltenden Parametern erfolgen. Eventuell ist es sogar ratsam, einen Pufferspeicher mit Trinkwassererwärmung zu installieren, um in der Übergangszeit Herbst und Frühjahr stundenweise das Blockheizkraftwerk automatisch über die elektronische Steuerung und Regelung auszuschalten und die Heizung des Einfamilienhaus oder eines größeren Haus und des Trinkwassers aus dem Pufferspeicher vorzunehmen, der vorher über das Blockheizkraftwerk erwärmt wurde. Des Weiteren sollte die Steuerung und Regelung möglichst so aufgebaut sein, dass man über die Eingabe von bestimmten Parametern eine wirtschaftliche Betriebsweise dieser Anlagen gewährleistet. Beispielsweise nutzt man die selbst erzeugte elektrische Energie nur dann für den Eigenbedarf, wenn die Einspeisevergütung für elektrische Energie in das öffentliche Netz niedriger ist als der allgemeine Bezugspreis aus dem öffentlichen Stromnetz. Eine vollständige Einspeisung des erzeugten Strom sollte immer nur dann erfolgen, wenn die Einspeisevergütung in das Energieversorgungsnetz höher ist als der Strompreis, den man für seinen Haushalt selbst an das Energieversorgungsunternehmen bezahlen muss. Lassen Sie sich dazu ausführlich von Herstellern und Fachfirmen beraten! Das Klein - BHKW speist übrigens in der Regel seine überschüssige elektrische Energie nur in das Niederspannungsnetz ein. Das heißt also, das Sie im Grunde damit die Häuser in Ihrer Nachbarschaft mit Strom versorgen. Der Vorteil für den Netzbetreiber ist dabei, dass er die erhaltene elektrische Energie kostengünstig weil ohne großen Transport - und Umwandlungsaufwand weitergeben kann und der Vorteil für Sie ist, dass Sie an dieser Kosteneinsparung laut Gesetz durch den Netzbetreiber finanziell beteiligt werden müssen.
Bei Blockheizkraftwerken mit größeren Heiz- und Stromerzeugungsleistungen werden mehrere Verbrennungsmotoren installiert, um in der Übergangsperiode den abgesenkten Bedarf der Heizung und damit die geringere notwendige Leistung des BHKW effektiver und wirtschaftlicher zu decken, z.B. durch Abschaltung von Motoren.
Bild: Schematische Darstellung von Funktion und Aufbau eines Blockheizkraftwerk mit Heizkreis, Stromerzeugung und Stromeinspeisung in das öffentliche Stromnetz bzw. in die Häuser der Nachbarschaft.
Bilderklärung - Aufbau und Funktion von BHKW - Anlagen mit Heizung und Stromerzeugung:
1: Im Blockheizkraftwerk (1) wird über einen Verbrennungsmotor, der mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen (5) betrieben wird, der Generator (2) zur Stromerzeugung angetrieben. Beim Verbrennungsvorgang des Motors entsteht Wärme, die für die Speisung der Heizung (3) im eigenen Einfamilienhaus oder in einem größeren Haus genutzt wird. Dabei wird auch Abwärme aus der Abgasanlage des Motors mitgenutzt, bevor die Motor - Abgase über eine Abgasanlage mit Schalldämpfer (4) ins Freie geleitet werden.
2: Der Generator (2) erzeugt den Strom, der weitergeleitet (6) wird zur Deckung des Eigenbedarfs (7) an Strom im eigenen Einfamilienhaus oder in einem größeren Haus oder um ihn in das öffentliche Stromnetz (8) zu speisen oder um gleich noch die Häuser in der Nachbarschaft (9) mit Strom zu versorgen. Für die Häuser in der Nachbarschaft muss der Netzbetreiber nicht erst den Strom hochtransformieren. Es reicht die Niederspannung aus dem Generator (2).
Vorteile:
• Versorgung mit Strom und Heizung unabhängig vom Energieversorgungsunternehmen EVU
• Schonung der Umwelt durch weniger Emissionen in Bezug auf die erzeugte Energiemenge
• durch gekoppelte Erzeugung elektrische Energie + Heizung 40%-ige Einsparung von Primärenergie gegenüber der Einzelerzeugung elektrische Energie und separatem Heizkessel
• Befreiung von der Stromsteuer für eigenerzeugte elektrische Energie, welche selbst genutzt wird
• Einspeisevergütung für überschüssig erzeugten Strom vom Energieversorgungsunternehmen EVU gesetzlich geregelt
Nachteile:
• Wirtschaftlichkeit eines Klein - BHKW nicht immer gegeben, Berechnung der Wirtschaftlichkeit durchführen
• häufigere Wartungsintervalle als beim herkömmlichen Heizkessel, bei zwischen 1.500 und 3.000 Betriebsstunden - Herstellerabhängig
• Motor braucht neben dem Brennstoff zusätzlich noch Motorenöl
• Höhere Investitionskosten als bei einer normalen Anlage für die Heizung
• Beachtung von Genehmigung, vielen Vorschriften und der örtlichen Bauordnung für Stromerzeugungsanlagen und Anlagen für die Heizung
Sie sehen, das Thema Blockheizkraftwerk BHKW ist ein vielschichtiges Gebiet, daher ist diese Seite nur ein kleiner Streifzug in diese Materie. Eigentlich muss man Fachmann für Heizung, Energie und Strom, Maschinenbau und Bau sein, um dieses schwierige Gebiet vollständig zu verstehen. Die entsprechenden Fachleute sind also bei der Planung und dem Bau von BHKW - Anlagen in Ihrem Einfamilienhaus oder in einem größeren Haus unerlässlich, damit die volle Funktionalität der Anlagen gewährleistet wird!
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