ÖkoFEN_e Pellets Mikrokraftwerk mit Stirlingmotor

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Johanna Heintze
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1 Projektvorstellung: ÖkoFEN_e Pellets Mikrokraftwerk mit Stirlingmotor 7.BHKW Infotag Berlin, Okt

2 Agenda Unternehmensvorstellung Warum stromerzeugende Pelletsheizung? Faszination Stirlingmotor Das Konzept Entwicklungsstand

3 Unternehmen Zahlen und Daten Gründung Mitarbeiter gesamt (ohne Vertrieb und Kundendienst) 280 Umsatz pro Jahr in Stück Heizkessel (+Puffersp. und Solar) Märkte Exportquote 80% Westeuropa,USA, Kanada und Argentinien (17 Länder) Eigentümer Herbert, Elfriede und Stefan Ortner

Jahr in Stück 6 500 Heizkessel (+Puffersp.

4 Unternehmen - Philosophie ÖkoFEN = Ökologische Forschung und Entwicklung. Technologieführerschaft als Unternehmensziel!. absolute Spezialisierung auf Pellets! Seit 1997 setzt ÖkoFEN Meilensteine in der Pellets-Heiztechnik und erhielt dafür international prestigeträchtige Anerkennungen ÖkoFEN präsentiert 1997 die europaweit erste typengeprüfte Pelletsheizung. ÖkoFEN präsentiert 2004 als weltweit erster Hersteller einen Pellets- Brennwert-Kessel. ÖkoFEN präsentiert 2010 die weltweit effizienteste Pelletsheizung für Niedrigenergiehäuser.

Seit 1997 setzt ÖkoFEN Meilensteine in der Pellets-Heiztechnik und erhielt dafür international prestigeträchtige Anerkennungen ÖkoFEN

5 Unternehmen - Produkte Alles rund um Pellets!

6 Agenda Unternehmensvorstellung Warum stromerzeugende Pelletsheizung? Faszination Stirlingmotor Das Konzept Entwicklungsstand

7 Strommix Österreich Quelle: Greenpeace Studie 4/2011

8 Dezentrale Stromerzeugung Beispiel: Einfamilienhaus in Schleswig Holstein Neubau 2004 Strom: 9.5 KWp PV Analge(ca. 58 m2) Heizung: Gas Brennwertkessel kwh Eigenverbrauch Bezug Stromanalyse 2010 Stromverbrauch: 2935 kwh Bezug EVU: 1721 kwh PV-Eigenverbrauch : 1214 kwh(41,4%), PV Einspeisung: 8236 kwh, PV-Ertrag: 9450 kwh (1002 kwh/kwp) PV-Eigenverbrauch EEG: 1214 kwh(12,8%) Quelle:

58 m2) Heizung: Gas Brennwertkessel kwh Eigenverbrauch Bezug Stromanalyse 2010 Stromverbrauch: 2935 kwh

9 Dezentrale Stromerzeugung Ertrag PV stromerzeugende Heizung Verbrauch Gasheizung Quelle:

10 Dezentrale Mikro Heizkraftwerke Es gibt Verschiedenste Technologien und Anbieter VW/Lichtblick Senertec-Dachs Viessmann Vaillant Otag Seit 2009 seit 15 Jahren seit ISH 2011 seit ISH 2011 seit 2008 uvm. aber alle Geräte arbeiten mit Gas und keines mit erneuerbaren Energien als Rohstoff! Erdgas ist nicht CO2 neutral und wächst nicht im eigenen Land nach

11 Dezentrale Mikro Heizkraftwerke Daher glauben wir, dass Stirlingund Co. DIEZukunftstechnologie im Bereich der Biomasseheizung sein wird!

12 Agenda Unternehmensvorstellung Warum stromerzeugende Pelletsheizung? Faszination Stirlingmotor Das Konzept Entwicklungsstand

13 Funktionsprinzipien für die stromerzeugende Heizung 1. Stirling Motor Freikolben Kinematik 2. Verbrennungskraftmaschine 3. Organic Rankine Cycle 4. Brennstoffzelle 5. Dampf

14 Status Stirlingmotor am Heizungsmarkt Kinematisch mit Gas 1 kwe Bodenmontage Freikolben mit Gas 1 kwe Wandmontage

15 Status Stirlingmotor am Heizungsmarkt Fossile Brennstoffe: - Es gibt 2011 erstmals zwei serienreife Stirlingmotoren am Markt (Microgen und Wispergen) - Großkonzerne wie Baxi und Viessmann haben umfassende Feldtests mit tausenden Microgen Motoren durchgeführt. - Startschuss für die Vermarktung durch Großkonzerne war die ISH Wesentliche Player am Heizungsmarkt sehen diese Technologie als die Zukunftstechnologie Biomasse: Es wurde schon viel versucht aber alle Projekte sind gescheitert an Finanzierungsbedarf für Motorentwicklung Zuverlässigkeit Motor und Wartungsintervalle Wärmeübertragung Heizkessel-Motor und Reinigung Kesseltechnik

- Startschuss für die Vermarktung durch Großkonzerne war die ISH 2011 - Wesentliche Player am Heizungsmarkt sehen diese Technologie als die Zukunftstechnologie

16 Übersicht Biomasse Projekte Start-Ende Unternehmen Motorentw. P el[kw] Schwachstellen ? Mawera Uni Kopenhagen 35 u. 70 Liegender Wärmetauscher, Kinematisches Stirlingkonzept, unausgereifter Stirlingmotor Mayer und Cie (+ ÖkoFEN) Mayer und Cie 1,5 Strömungsgeschwindkeit zu klein, Erhitzerkopf ungeeignet, Kinematisches Stirlingkonzept, Unausgereifter Stirlingmotor SPM Power Module (+ ÖkoFEN u. KWB) SPM Power Module 1 kw Kinematisches Stirlingkonzept, Unausgereifter Stirlingmotor, Fehlende Finanzierung Sunmachine Sunmachine 3 kw Verbrennungskonzept, Unausgereifte Kesselsteuerung, Unausgereifter Stirlingmotor Enerlyt Enerlyt 1 kw Fehlendes Verbrennungskonzept, Erhitzerkopf ungeeignet, Kinematisches Stirlingkonzept, Unausgereifter Stirlingmotor 2009-? Hoval Hoval 1 kw Liegender Wärmetauscher aus Rohren, Kinematisches Stirlingkonzept, unausgereifter Stirlingmotor 2010-? Otag Button Energy 2 kw Wartungsintensiver Dampfgenerator, Unausgereifte Verbrennungstechnik

Kinematisches Stirlingkonzept, Unausgereifter Stirlingmotor 2007-2009 SPM Power Module (+ ÖkoFEN u.

17 Entwicklungen mit Biomasse Beispiel Sunmachine Durch die raketenartige Flamme entsteht ein Potenzialwirbel der die wenige Asche noch mehrfach verbrennt Die verbliebenen Mineralpunkte werden mit dem Kondensat ausgespült und können bedenkenlos in die öffentliche Kanalisation geleitet werden

verbrennt Die verbliebenen Mineralpunkte werden mit dem Kondensat

18 Agenda Unternehmensvorstellung Warum stromerzeugende Pelletsheizung? Faszination Stirlingmotor Das Konzept Entwicklungsstand

19 Stirlingmotor Die Bestandteile eines Stirlingmotors zur Stromerzeugung Generator Getriebe Kolben Kühler Regenerator Erhitzerkopf

20 Stirlingmotor Die großen technischen Herausforderungen seit seiner Erfindung im Jahre 1860 sind: Wartungsfreiheit (Dichtungen und Lager) Lärm u. Vibrationen Baugröße und Gewicht Wärmeübertragung (Erhitzerkopf) Speziell bei Biomasse: Reinigung des Erhitzerkopfes Gleichmäßige und saubere Verbrennung Gleichmäßige Rauchgasgeschwindigkeit Materialbeständigkeit Erhitzerkopf

Vibrationen Baugröße und Gewicht Wärmeübertragung (Erhitzerkopf) Speziell bei Biomasse:

21 Stirlingmotor Größe und Gewicht 1 KWel. Maschine Mayer 250 kg Sehr Wartungsintensiv SPM 150 kg Halbjährliche Wartung Enerlyt

22 Stirlingmotor We don t need this damned nonsense! Für Überraschung sorgte William Beale 1962, mit einer höchst intelligenten Lösung. Der Legende nach soll Beale, der an der Ohio University in Athens (USA) unterrichtete, mitten in der Vorlesung über Stirling-Maschinen ausgerufen haben: Goodness me, we don t need all this damned nonsense. We can simply do without!" Tatsächlich ersetzte Beale die rein mechanische und starre Verbindung der beiden Kolben durch ein Feder-System: Das zwischen Arbeits- und Verdrängerkolben eingeschlossene Gasvolumen wirkt als pneumatische Feder zur dynamischen Kupplung der beiden Kolben. Für viele Fachleute gilt diese Freikolbenversion als die wichtigste Verbesserung der Stirling-Technologie überhaupt. Source: Popular Science 1978

23 Freikolben Stirlingmotor Patent 1962 Microgen Stirling-Engine Serienproduktion Jahre Über 200 Mio. Investition durch mehrere Großkonzerne wie British Gas uvm.

24 Stirlingmotor Microgen Stirling-Engine Freikolbenmaschine die nach dem Prinzip von William Beale gebaut wird.

25 Zusammenarbeit Offizielle Partnerschaft seit 31.März 2010

26 Ausgangspunkt Ein gutes Paar: 1 kwe Microgen Stirling Motor Pellematic Smart Pufferspeicher mit Pellets Brennwert Modul Serienproduktion der Pellematic Smart seit Juni 2010 Serienproduktion seit Feb 2010

27 Die Pelletsheizung PellematicSmart seit 2010 mit 4, 6 oder 8 kwleistung erhältlich Weltweit Einzigartig: Brennwerttechnik serienmäßig! All in One: - Solarintegration -600 l Speicher - Warmwasserbereitung - Pelletsbrenner - Hydraulikgruppe Kleinste Leistungen möglich (für Passiv- und Niedrigstenergiehäuser)

28 Ausgangspunkt Ein gutes Paar: 1 kwe Microgen Stirling Motor Pellematic Smart Pufferspeicher mit Pellets Brennwert Modul l Schichtspeicher -4,6 u. 8 kwpelletsbrenner - 103% Wirkungsgrad - Geringster Platzbedarf Serienproduktion der Pellematic Smart seit Juni 2010 Serienproduktion seit Feb 2010

29 Der Stirlingmotor Microgen Stirling seit mm 1 kw elektrische Leistung integrierter Generator zwei Maschinen in einem Gehäuse niedriege Anlauftemperaturen - Start bei 150 C breiter Modulationsbereich leiser Betrieb vibrationsarmer Betrieb geringes Gewicht (50 kg) kompakte Bauweise WARTUNGSFREIER BETRIEB! Gewicht: 50 kg 412 mm

30 Agenda Unternehmensvorstellung Warum stromerzeugende Pelletsheizung? Faszination Stirlingmotor Das Konzept Entwicklungsstand

31 Status Quo Motor- Zuverlässigkeit und Wartungsfreiheit - 1,9 Mio. h Laufzeit bei Microgen - Tausende Feldtestanlagen in England und Holland mit Gas h Laufzeit und ca Starts bei ÖkoFEN Anströmeinheit - gleichmäßige Anströmung des Erhitzerkopfes Rauchgastemperatur am Erhitzerkopf 900 C bei einer Brennerleistung von KW Erhitzerkopftemperatur Innen 530 C elektrische Leistung Watt

32 Status Quo Reinigung des Erhitzerkopfes - Langzeittests der Wasserspülung Material Erhitzerkopf-Wärmetauscher - derzeit Langzeiterprobung der Kupferlegierung Langzeiterprobung! - am Prüfstand - Feldtests bei ausgewählten Kunden in Österreich im Winter 2010/11 Typenprüfung und andere Zulassungen

33 Einsatzbereich Leistungsdaten der stromerzeugenden Pelletsheizung: Thermische Nennleistung zw. 10 und 12 kw Elektrische Leistung 1 kw Pufferspeicher ca. 600 l inkl. vormontierten Pumpengruppen Warmwasserbereitung über Frischwassermodul Platzbedarf ca. 3.5m x 1.9m x 2.25m (inkl. 3 to Pelletslager) Einfamilienhäuser Vollständige Abdeckung des Wärmebedarfs Großteils Abdeckung des Tagesstrombedarfs Typischer Strombedarf eines Hauses zu mehr als 88% unter 1 kw Mehrfamilienhäuser und Gewerbe Als Grundlast in Kombination mit Spitzenlastkesseln Vorteile: Höhere Laufzeiten mehr elektrische Energie Besseres Taktungsverhalten

34 Das Entwicklerteam Der Start in ein neues Zeitalter der Heiztechnik

35 Open Innovation oder Helmut Gastl und Markus Knöpfle ÖkoFEN Heiztechnik GmbH Schelmenlohe 2, Mickhausen Tel / , info@oekofen.de Europas Spezialist für Pelletsheizungen Powered by Pellets-Stirling & Solar

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