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Hersteller für Blockheizkraftwerke auf dem Markt (2005)
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HD Energie GmbH
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Auszug aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Blockheizkraftwerk Kategorien: Kraftwerk | Umwelttechnik
Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine Anlage zur gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Der Schwerpunkt liegt bei den herkömmlichen Blockheizkraftwerken auf der Stromerzeugung, der Begriff wird synonym zu Heizkraftwerk verwendet.
Der ökonomische und damit auch ökologische Grundgedanke liegt darin, die Stromerzeugung als Nebenprodukt der unumgänglich notwendigen Wärmeerzeugung für einen Heiz- oder Kühlprozess zu betrachten. Der erzeugte Strom wird vor Ort verbraucht oder ins Stromnetz eingespeist.
Der insgesamt deutlich höhere Wirkungsgrad eines BHKW gegenüber dem herkömmlichen Mischbetrieb aus lokaler Heizung und zentraler Stromversorgung beruht darauf, dass die Abwärme der Stromerzeugung direkt vor Ort zum Heizen eingesetzt wird. So erreicht ein zentrales Elektrizitätswerk typisch 45% Wirkungsgrad, somit treten 55% der Energie als Abwärme auf, deren Einsatz als Fernwärme aber deutliche Transportverluste sowie ein aufwendiges Transportnetz bedingen würde. Auch durch Umspannen und Transport der Elektrizität geht ca. 6% der Energie verloren. Der für sich genommen geringere Wirkungsgrad auf der Stromseite eines BHKW (z.B. 38%) fällt dabei nicht ins Gewicht, da ohnehin in einem Haus meist mehr Heiz- als Stromenergie gebraucht wird.
Technik
Funktionsschema einer BHKW-Anlage aus www.wikipedia.org
Ursprünglich beruhten BHKW-Anlagen auf Verbrennungsmotoren, deren Kühlkreislauf zur Aufheizung von Wasser für Heizzwecke verwendet wurde. Inzwischen werden auch andere Systeme wie Stirling-Motor, Brennstoffzelle oder Mikrogasturbinen in BHKW-Anlagen eingesetzt. Auch ist der Einsatz nicht auf Heizzwecke beschränkt, sondern dient auch zur Erzeugung von Prozesswärme (Dampf, Heißluft, Thermoöl) oder Kälte.
Als Kraftstoffe kommen vorwiegend fossile oder regenerative Kohlenwasserstoffe wie Heizöl, Pflanzenöl, Biodiesel (für einen Dieselmotor) oder Erdgas bzw. Biogas (für einen Ottomotor, Zündstrahlmotor oder eine Gasturbine) zum Einsatz, daneben auch Holzpellets als nachwachsender Rohstoff.
Bei BHKW-Anlagen auf Basis von Verbrennungsmotoren oder Gasturbinen fällt Abwärme im Kühlkreislauf und im Abgas an. Sie wird über Wärmeübertrager in den Heizkreislauf der Gebäude-Zentralheizung überführt. So ist ein Wirkungsgrad von bis zu 95 % erreichbar, abhängig von der jeweiligen Auslastung und dem Motorwirkungsgrad. Der reine elektrische Wirkungsgrad beträgt je nach Größe und Bauweise des Generators zwischen 30 und 43 %.
Kleine BHKWs von ca. 3–5 kW elektrischer Leistung eignen sich für den Betrieb in Ein- und Mehrfamilienhäusern; doch selbst sie sind hinsichtlich des Heizenergiebedarfs moderner Einfamilienhäuser noch überdimensioniert. Große BHKWs mit Schiffsdieselmotoren bis über 10.000 kW werden für die Strom- und Wärmeversorgung von Wohn- und Gewerbegebieten sowie Fabriken verwendet.
Neu sind die mit geringem Aufwand konstruierten Lineargeneratoren (Linatoren), die für Ein- oder Mehrfamilienhäuser entwickelt wurden. Sie eignen sich gegebenenfalls auch für den Einsatz in Entwicklungsländern. Ein Modell mit effizientem Heizkessel und integriertem Dampfmotor als Generator zur Stromerzeugung hat den ersten Platz beim "Wuppertal Energie- und Umweltpreis 2005" gewonnen. Laut Wuppertal Institut wurde die Serienreife erreicht, das System muss sich aber noch am Markt beweisen.
Eine bestehende Heizungsinstallation kann bei Umstellung auf ein BHKW meist unverändert weiter genutzt werden. Ein vorhandener Brenner dient dabei teilweise als Reserve für die Spitzenlast, wenn z.B. im Winter ein erhöhter Energiebedarf besteht.
Wirtschaftlichkeit
Wesentlich für die Wirtschaftlichkeit einer BHKW-Anlage ist eine große Betriebszeit. Im Wohnbereich schwankt jedoch der Heizenergiebedarf jahreszeitlich sehr stark, im Hochsommer entsteht er nur für die Trinkwassererwärmung. Nur bei sehr wenigen BHKW-Modellen ist die erzeugte Wärme in einem kleinen Bereich veränderbar ("modulierender Betrieb"). Ausserdem können Bedarfsschwankungen begrenzt durch Wärmespeicher ausgeglichen werden, ansonsten ist ein Parallelbetrieb mit einem herkömmlichen Brenner notwendig. Fehlen solche den Wärmebedarf ausgleichenden Maßnahmen, kommt es zu häufiger An- und Abschaltung ("Takten") der BHKW-Anlage, was ihre Effizienz und Lebensdauer vermindert.
Für die Abnahme der Wärme bei fehlendem Heizenergiebedarf kann eine Absorptionskältemaschine eingesetzt werden, die Kälte zur Klimatisierung erzeugt. Man spricht dann von Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung.
BHKWs werden in Deutschland durch das Gesetz zur Kraft-Wärme-Kopplung gefördert. Hierbei erhält der Betreiber einer BHKW-Anlage für den ins öffentliche Netz eingespeisten Strom einen garantierten Abnahmepreis vom Stromnetzbetreiber. Diese unterliegt jedoch Auflagen, die bei der Konzeption von BHKW-Anlagen zu berücksichtigen sind. In der Praxis wird damit die vom Gesetzgeber beabsichtigte Verbreitung von BHKW wieder begrenzt; die gewünschte CO2-Reduzierung (s.a. Kyoto-Protokoll) wird daher auf diesem Wege bisher kaum voran gebracht. Zur staatlichen Förderung gehören auch Steuererleichterungen.
Zukünftig ist auch der Einsatz von BHKWs als Virtuelles Kraftwerk geplant, indem eine Vielzahl dezentraler BHKWs teilweise zentral gesteuert werden. Bedingt durch den zunehmenden Anteil an Wind- und Solarenergie, die nicht zuverlässig Strom liefern, wären BHKWs ein schnell erreichbarer Puffer: Lokal liefern sie die notwendige Wärmeenergie, auf der Stromseite können sie auftretende Lücken der anderen regenerativen Energiequellen schliessen.
Grundproblem der Vermarktung von BHKWs in Ein- und Mehrfamilienhäusern ist der im Vergleich zu üblichen Erdgas- oder Ölheizungen wesentlich höhere Anschaffungspreis; ferner sind die meisten handelsüblichen BHKW hinsichtlich des Heizenergiebedarfs eines modernen Einfamilienhauses überdimensioniert.
