Gasotto-, diesel- und stirlingmotorische BHKW

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Petra Esser
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1 GASOTTO-, DIESEL- UND STIRLINGMOTORISCHE BHKW DIPL.-ING KATJA SOHN

2 Aufbau und Einteilung von BHKW BHKW sind in der Regel Module unterschiedlicher Leistung, die anschlussfertig montiert geliefert werden können Mini-BHKW: elektrische Leistung < 50 kw Mikro-BHKW: elektrische Leistung < 15 kw Nano-BHKW: elektrische Leistung < 2,5 kw Ein BHKW-Modul umfasst das BHKW-Aggregat sowie Abgas- und Kühlwasserwärmetauscher, Schalldämpfer, Abgasreinigungsanlage, Brennstoff- und Stromversorgung Dipl.-Ing. Katja Sohn 2

15 kw Nano-BHKW: elektrische Leistung < 2,5 kw Ein BHKW-Modul umfasst das BHKW-Aggregat sowie Abgas- und

3 Funktionsweise BHKW mit Diesel- oder Gasmotoren Umwandlung der an der Motorwelle erzeugten mechanischen Arbeit in elektrische Energie im Generator die bei der Stromerzeugung durch Verbrennung entstehende Wärme wird für die Bereitstellung von Prozesswärme oder zu Heizzwecken genutzt Nutzung der Verbrennungsabgase und des Motorkühlwasser als Wärmequellen Dipl.-Ing. Katja Sohn 3

Verbrennung entstehende Wärme wird für die Bereitstellung von Prozesswärme oder zu Heizzwecken

4 Komponenten des BHKW-Aggregat Motor - umgebaute oder für den Dauerbetrieb modifizierte Serienbauarten aus PKW-, LKW- oder Schiffsmotorenproduktion - Gasottomotoren, Dieselmotoren, Dieselgasmotoren Generator Asynchrongeneratoren bei Netzparallelbetrieb und bis 1MWel Netz gibt Spannung und Frequenz vor liefert den zur Erregung nötigen Magnetisierungsstrom (Blindstrom) Synchrongeneratoren geeignet für Inselbetrieb Spannung und Frequenz werden durch Regler konstant gehalten Kupplung und Lagerung Verbrennungsluftfilter Dipl.-Ing. Katja Sohn 5

bis 1MWel Netz gibt Spannung und Frequenz vor liefert den zur Erregung nötigen Magnetisierungsstrom (Blindstrom) Synchrongeneratoren

5 Gasottomotor - BHKW Energieträger: - hauptsächlich Erdgas, - Flüssiggas - auch Biogas, Grubengas, Klärgas Vorteile/Besonderheiten von Gasottomotoren: - Leitungsgebundener Energieträger (immer vorhanden) - geringere Emissionen als beim Dieselmotor (sehr saubere Verbrennung) - meist höhere Lebensdauer als Dieselmotoren - weniger wartungsintensiver als Dieselmotoren - in der Vergangenheit Erdgas preiswerterer Energieträger als Heizöl Aktuelles Leistungsspektrum: kw el Beliebteste und am weitesten verbreitete Antriebsmaschine von BHKWs Dipl.-Ing. Katja Sohn 6

meist höhere Lebensdauer als Dieselmotoren - weniger wartungsintensiver als Dieselmotoren - in der Vergangenheit Erdgas preiswerterer

6 Ottomotor-BHKW - Anbieter (Auswahl) Anbieter Leistungsspektrum Energieträger Vaillant 1 bis 4,7 kw el Erdgas, Flüssiggas Senertec 5,5 und 19,2 kw el Erdgas, Flüssiggas EC-Power 6 bis 20 kw el Erdgas, Flüssiggas Kirsch 1,9 bis 50 kw el Erdgas, Flüssiggas Giese 4 bis 49 kw el Erdgas, Flüssiggas KW Energie 7,5 bis 50 kw el Erdgas, Flüssiggas 2G Energietechnik 20 bis kw el Erdgas, Flüssiggas, Biogas MWM 400 bis kw el Biogas Dipl.-Ing. Katja Sohn 7

bis 50 kw el Erdgas, Flüssiggas Giese 4 bis 49 kw el Erdgas, Flüssiggas KW Energie 7,5 bis 50 kw el Erdgas,

7 Dieselmotor - BHKW Energieträger: - hauptsächlich Heizöl, - auch Biodiesel und Rapsöl Vorteile/ Besonderheiten von Dieselmotoren: - Der Gesamtwirkungsgrad liegt mit 95% über dem von Otto- und Stirlingmotoren - Energieträger Heizöl zur Zeit günstig Aktuelles Leistungsspektrum: kw el Dipl.-Ing. Katja Sohn 8

liegt mit 95% über dem von Otto- und Stirlingmotoren - Energieträger Heizöl

8 Dieselmotor-BHKW - Anbieter (Auswahl) Anbieter Leistungsspektrum Energieträger Senertec 5,3/ 5,0 kw el Heizöl, Pflanzenöl Giese 4 bis 45 kw el Heizöl KW Energie 10 bis 28 kw el Heizöl, Pflanzenöl Tippkötter 28 bis 400 kw el Heizöl Reindl 5,7 kw el Heizöl OET 4 bis 300 Heizöl Dipl.-Ing. Katja Sohn 9

el Heizöl KW Energie 10 bis 28 kw el Heizöl, Pflanzenöl Tippkötter 28 bis

9 Stirlingmotor - BHKW Der Stirlingmotor wurde von dem schottischen Pfarrer, Robert Stirling, erfunden. Arbeitsweise des Stirlingmotors -Anders als bei Verbrennungsmotoren, erfolgt die Verbrennung des Kraftstoffes außerhalb des Zylinders - innerhalb des/der geschlossenen Zylinder befindet sich ein Arbeitsgas (Luft, Helium,..) die bei der Verbrennung des Kraftstoffes freiwerdende Wärme wird über einen Wärmtauscher dem (Arbeits)Zylinder zugeführt - gleichzeitig wird ein weiterer (Kompressions)Zylinder gekühlt Wärme wird entnommen - Die Kolbenbewegung innerhalb der Zylinder erfolgt aufgrund der unterschiedlich temperierten Zonen innerhalb der Zylinder Dipl.-Ing. Katja Sohn 10

Zylinder befindet sich ein Arbeitsgas (Luft, Helium,.

10 Ausführungsarten Aufgrund der Anordnung der Kolben unterscheidet man zwei Bauarten: alpha-typ: Kolben stehen in einem Winkel von 90 zueinander beta-typ: - beide Kolben (Arbeits- und Kompressionskolben) sind im selben Zylinder übereinander angeordnet - notwendige Phasenverschiebung der beiden Kolben wird durch ein besonderes Gestänge erreicht Dipl.-Ing. Katja Sohn 12

(Arbeits- und Kompressionskolben) sind im selben Zylinder übereinander angeordnet -

11 Stirlingmotor Energieträger: - Prinzipiell ist jeder Energieträger möglich (auch die Sonne!) - häufig Erdgas Vorteile/Besonderheiten von Stirlingmotoren - Stirlingmotoren weisen eine um 90% günstigere Lärmentwicklung auf als vergleichbare Dieselmotoren. - bei Verwendung von Biomasse CO 2 -Neutral - geringer Wartungsaufwand; kaum Bedarf an Schmieröl Nachteilig sind evtl. die geringen elektr. Wirkungsgrade aber gerade deswegen, wegen der unteren Leistungsbereiche und der Geräuschentwicklung eignen sie sich für kleinere Gebäude und Eigenheime Aktuelles Leistungsspektrum: 0,3 70 kw el Dipl.-Ing. Katja Sohn 14

Dieselmotoren. - bei Verwendung von Biomasse CO 2 -Neutral - geringer Wartungsaufwand; kaum Bedarf an Schmieröl Nachteilig sind evtl.

12 Stirlingmotor-BHKW - Anbieter (Auswahl) Anbieter Leistungsspektrum Energieträger Brötje 1,0 kw el Erdgas Remeha 1,0 kw el Erdgas Senertec 1,0 kw el Erdgas Viessmann 1,0 kw el Erdgas Ökofen 0,6 kw el Holzpellets Dipl.-Ing. Katja Sohn 15

Remeha 1,0 kw el Erdgas Senertec 1,0 kw el Erdgas

13 Übersicht Merkmale von BHKW-Systemen Ottomotor Dieselmotor Stirlingmotor Elektrische Leistung, kw ,3-70 Gesamtwirkungsgrad bis 90% bis 95% bis 85% Elektrischer Wirkungsgrad 26 46% 28 47% 10 30% Stromkennzahl 0,30 1,04 0,42 0,98 0,13 0,55 Teillastverhalten Gut Gut Weniger gut Stand der Technologie Bewährt Bewährt Kleinserien Üblicher Brennstoff Gas Diesel (Gas) Gas, Holz Quelle: wolfgang suttor; Dipl.-Ing. Katja Sohn 16

0,30 1,04 0,42 0,98 0,13 0,55 Teillastverhalten Gut Gut Weniger gut Stand der Technologie Bewährt Bewährt

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Dipl.-Ing. Katja Sohn

15 Quellen -Wolfgang Suttor; Blockheizkraftwerke - BMWi Dipl.-Ing. Katja Sohn 18

bhkw-infothek.de - www.bdew.de - www.bhkw-infozentrum.

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