Was ist eigentlich ein Blockheizkraftwerk (BHKW)?

Der überwiegende Teil des in Deutschland erzeugten Stroms wird in Kondensationskraftwerken produziert. Das bedeutet, dass Wärmeenergie über eine Dampfturbine in elektrischen Strom umgewandelt wird. Der durchschnittliche Wirkungsgrad liegt bei allen konventionellen Kraftwerken um 38 %, was bedeutet, dass über 60 % der eingesetzten Energie als Abwärme ungenutzt an die Umwelt abgegeben werden.
 

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Ein Heizkraftwerk zeichnet sich dadurch aus, dass durch Nutzung der Abwärme der Gesamtwirkungsgrad der Anlage gesteigert werden kann. Bei Großkraftwerken geschieht dies über Fernwärmeleitungen, hier ist im Bestand das Potenzial aber weitgehend ausgeschöpft. Schließlich geht das nur, wenn in der Nähe des stromerzeugenden Kraftwerkes auch große Wärmeverbraucher, zum Beispiel Wohngebiete, vorhanden sind.

Hier setzt die Idee von dezentralen, wärmegeführten Blockheizkraftwerken (BHKW) an: In vergleichsweise kleinen Einheiten findet die Stromerzeugung da statt, wo zeitgleich anfallende Wärme nicht über weite Strecken (und damit verlustreich) transportiert werden muss, sondern unmittelbar verbraucht werden kann. Auch die Verluste bei der  Stromverteilung entfallen.


Woraus besteht ein BHKW?

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) besteht im Wesentlichen aus Motor, Synchrongenerator und Wärmetauscher. Der vom Verbrennungsmotor (Kraftmaschine) angetriebene Synchrongenerator (Arbeitsmaschine) erzeugt 3-Phasen-Wechselstrom (Drehstrom) mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 400 V, der in der Regel selbst genutzt wird.

Die elektrische Anbindung erfolgt an das Niederspannungsnetz (0,4-kV-Ebene). In der Regel werden BHKW parallel zum öffentlichen Netz betrieben. Durch den Einsatz von Synchrongeneratoren ist prinzipiell aber auch Netzersatzbetrieb möglich.

Überschüssiger Strom kann in das Netz des Energieversorgungsunternehmen (EVU) eingespeist werden. Der Motor gibt Wärme ab, die im so genannten „inneren Kühlkreislauf“ nacheinander aus dem Schmieröl, dem Motorkühlwasser und dem Abgas aufgenommen und über einen Plattenwärmetauscher an das Heizungssystem übertragen wird.

Dieses System der Energieerzeugung und -nutzung heißt Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), weil gleichzeitig die vom Motor erzeugte mechanische Energie (Kraft) und die beim Antrieb des Generators durch den Motor frei werdende thermische Energie (Wärme) genutzt wird.


Funktionsschema

Ein gasbetriebener Verbrennungsmotor treibt einen Generator zur Stromerzeugung an. Die dabei entstehende Wärme wird dem Kühlwasser und dem Abgas über Wärmetauscher entzogen und genutzt.

Funktionsschema Blockheizkraftwerk (BHKW)

Wie wird ein BHKW in ein System eingebunden?

Auf der Wärmeseite wird das BHKW parallel zu einem Heizkessel betrieben. Beide Wärmeerzeuger sind an die Heizungsanlage, die Warmwasserbereitung oder andere Wärmeverbraucher wie beispielsweise ein Schwimmbad angeschlossen.

Je nach Verbrauchsprofil des Gebäudes kann der Einsatz eines Heizwasser-Pufferspeichers sinnvoll sein, um möglichst lange und unterbrechungsfreie Laufzeiten des BHKWs zu ermöglichen.

Auf der Stromseite wird mit erster Priorität der Eigenverbrauch im Gebäude gedeckt. Steht dort kein Abnehmer mehr zur Verfügung, wird der Strom in das öffentliche Netz eingespeist und vergütet.

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Produktschnitt Vitobloc 200 EM-9/20

Vitobloc 200 EM-9/20

Vorteile und Nutzen

  • Sehr hohe elektrische Wirkungsgrade durch Einsatz von Energieeffizienzmotoren und Synchrongenaratoren
    Maximale Wirtschaftlichkeit durch höchstmöglichen Verstromungsanteil
  • Serienmäßig mit Starterbatterien und Synchrongenerator ausgestattet
    BHKW ist serienmäßig für Netzersatzbetrieb ausgestattet, Blindstrombedarf wird nicht gesteigert, Kompensationsanlage und Einschaltwiderstände für Asynchronbetrieb werden nicht benötigt
  • 4-poliger Einspeiseschalter (3-polig bis 20 kWel), Schmieröltank-Erstbefüllung, elastische Verbindungen, geeichter Stromzähler, Heizwasser-Rücklauftemperaturanhebung, Konservierung für 24 Wochen, Wärmemodulationsbetrieb bei DN und LE
    Umfangreiche Serienausstattung im Detail reduziert die Folgekosten bei der Anlageneinbindung
  • Integration von Gasstrecke, Starterbatterien, Schmierölversorgung, Schaltschrank im Modul. Schalldämmhaube und Ablüfter bis 150 kWel im Lieferumfang des Moduls enthalten
    Zeit- und Kosteneinparungen bei Planung, Ortsmontage, Inbetriebnahme und Betrieb
  • Autarker Betrieb nach Wärmemodulation bei 1-Modul-Anlagen
    Aufwendungen für regelungstechnische Einbindung können entfallen
  • Zertifizierte Sicherheitstechnik entsprechend Geräterichtlinie 90/396/EWG mit Produktident-Nummer in der Serienfertigung
    Versicherungsschutz und Betriebssicherheit sind nachgewiesen
  • Werksprobelauf des kompletten Moduls mit Motor, Generator, Wärmetauschern und Schaltschrank unter Volllast
    Minimaler Inbetriebnahmeaufwand, überprüfte Leistungswerte
  • Sicherheit durch Konstruktion, Montage und Abnahme in einem nach ISO 9001/EN 29001 zertifizierten Herstellerwerk
    Ausgereifte Technik, die bereits in ca. 600 erfolgreich installierten BHKW-Modulen eingesetzt wird
  • Ausschließliche Verwendung von qualifizierten Komponenten namhafter Markenhersteller
    Höchste Betriebssicherheit und langjährig gesicherte Ersatzteilbeschaffung, hohe Wertbeständigkeit