Stromerzeugende Heizung Planung, Auslegung und Wirtschaftlichkeit von Mikro- und Mini-KWKAnlagen

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1 Berliner Energietage Stromerzeugende Heizung Planung, Auslegung und Wirtschaftlichkeit von Mikro- und Mini-KWKAnlagen Referent: Dipl. Ing. Frank Gäbler Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG PowerPlus Technologies GmbH

2 INHALTE: - Mini - BHKWGrundlagen und Funktionsweise - Planung Hydraulische Einbindung - Wirtschaftlichkeit - Entwicklung Mikro-KWK

3 ecopower Mini-Blockheizkraftwerk Das intelligente System für die dezentrale Strom- und Wärmeversorgung PowerPlus Technologies GmbH Fasaneninsel Gera Tel

4 Vaillant KWK Systeme, das Portfolio Markt Technologie Partnerschaft Mehrfamilienhäuser / Gewerbe Einfamilienhäuser ecopower Verbrennungs-Motor Verfügbar MEC Stirling- Motor Produkt- Entwicklung Honda Verbrennungs-Motor Produkt- Entwicklung IKTS / Staxera Brennstoffzelle Technologie- Entwicklung

5 Dezentrale Energieversorgung als Alternative Hohe Energieverluste bei getrennter Erzeugung von Strom und Wärme Verluste > 40% Hoher Wirkungsgrad der eingesetzten Energie durch ecopower Verluste < 10% Umwelt 6

6 Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung 65% 25% Gesamte nutzbare Energie: 90% Umwelt 12

7 Einbindung in die Gebäudetechnik

8 Einbindung Haustechnik 1 Mini-Blockheizkraftwerk 2 Heizgerät 3 Multispeicher Umwelt 14

9 Hauptkomponenten ecopower Mini-BHKW Überblick Technik 1

10 ecopower Mini-BHKW geöffnet, Ansicht von links Überblick Technik 2

11 Die zwei Leistungsklassen des ecopower Mini-BHKWs Technische Daten Umwelt 21

12 Gas-Verbrennungsmotor - Generator Antriebseinheit des Mini-BHKWs Niedrige Emissionswerte durch Drei-Wege-Katalysator mit Lambda-Regelung Langlebige und störungsfreie Technik Power Startfunktion über Generator Know-How im Detail 3

13 Einsatzgebiete ecopower Mini-BHKW (Ein-), Zwei- und Mehrfamilienhäuser Gewerbebetriebe Hotels, Pensionen, Gasthöfe Fitness-Studios, Gesundheits- und Therapiezentren Kindergärten, Schulen, Sporthallen Verwaltungsgebäude, Pflege- und Seniorenwohnheime Umwelt 15

14 Die Modulation macht den Unterschied Thermische und elektrische Leistung ohne Modulation mit Modulation Know-How im Detail 6

15 Bis zu 60 Prozent mehr Strom durch Modulation Patentierte Leistungsmodulation Bis zu Anpassung der ecopower Leistung an den tatsächlichen Bedarf mehr Strom! Bis zu 60 Prozent höhere Stromproduktion durch Modulation Wirtschaftlicher Einsatz auch in Objekten mit geringem Strom- und Wärmebedarf Know-How im Detail 5

16 Wärmebedarf und Abwärmenutzung Dezentrale Stromerzeugung mit Mini-BHKW Wärmebedarf eines Haushaltes Brauchwasser Know-How im Detail 7

17 Wärmebedarf und Abwärmenutzung Dezentrale Stromerzeugung mit Mini-BHKW Spitzenheizgerät Wärmeangebot des modulierenden wärmegeführten BHKW-Moduls Wärmebedarf eines Haushaltes Brauchwasser Know-How im Detail 8

18 Hydraulisches Einbindungsbeispiel Nr. 1a Multifunktionsspeicher MTL Know-How im Detail 10

19 Hydraulisches Einbindungsbeispiel Nr. 8 ecopower + ecocraft + Hydraulische Weiche Know-How im Detail 11

20 Aufstellbedingungen Know-How im Detail 12

21 Gemeinsame Abgasanlage ecotec und ecopower

22 Förderung von Mini-BHKWs Impulsprogramm Förderung KWK-Gesetz Clever finanzieren durch staatliche Förderung Regionale Anreizprogramme Vergütung von eingespeistem und eigen genutztem Strom Förderprogramme 1

23 Jetzt auch für ecopower: Förderprogramme 5

24 Förderung beantragen leicht gemacht! Hersteller übernimmt Ausfüllen der Anträge Kostenfreie Serviceleistung für Fachpartner und deren Kunden Auswahl der optimalen Förderkombination Maximale Zuschuss-Förderung für Mini-BHKW-Kunden Einfach Datenschutzerklärung und Checkliste ausfüllen. Angebot und ecocalc-berechnung beilegen. Alles andere erledigt das Förderwunder! Förderprogramme 6

25 Betriebskosteneinsparung Förderprogramme 11

26 Nutzungsmodell des KWK-Stroms im Mehrfamilienhaus Förderprogramme 9

27 Betriebskosteneinsparung bei voller Leistung und 100 % Eigenverbrauch Einsparung bei: Betriebsstunden = 3.392, Betriebsstunden = 5.428,00 Förderprogramme 10

28 Mit ecocalc die Wirtschaftlichkeit berechnen Schnelle Berechnung der Wirtschaftlichkeit: Förderprogramme 14

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32 Kooperation Vaillant/Honda im Bereich Micro-KWK Weltweit tätiger Technologiekonzern Weltweit größter Motoren- und Generatorhersteller +++ Führender europäischer Hersteller von Heizungs- Klima- und Lüftungsanlagen sowie regenerativen Systemen +++ Weitreichende Praxiserfahrung in Entwicklung und Produktion von Klein-KWK-Einheiten ( Praxisanlagen in Japan/USA) +++ seit 2004Tochtergesellschaft ecopower mit KWK-Anlagen erfolgreich im europäischen Markt aktiv Gemeinsame Systementwicklung eines Mikro-KWK-Systems im kleinen Leistungsbereich für die Anwendung im Einfamilienhaus

33 Aufgabenstellung der Entwicklungskooperation Detailbeispiele des System-Anpassungsbedarfes gegenüber Anlagen in Japan/USA: In-House-Aufstellung Hydraulische Anbindung Abgassystem Netzanbindung Wärmebedarfsteuerung Lastmanagement Beispiel Außenaufstellung mchp-anlage in Japan Ziel des Projekts: Entwicklung und Praxiserprobung eines Mikro-KWK-Gesamtsystems, das auf die europäischen Umfeldbedingungen ausgerichtet ist Bisherige Praxisanlagen sind auf die Märkte in Japan und USA zugeschnitten (in der RegelAußenaufstellung/ Garagenaufstellung).

34 Honda Micro-BHKW Das Honda Mikro-BHKW basiert auf einem erdgasbetriebenen Verbrennungsmotor. Technische Daten: 1 kw elektrische Leistung 2,8 kw thermische Leistung 22,5 % elektrischer Wirkungsgrad 85,5% Gesamtwirkungsgrad 164 cm 3 4-Takt Ottomotor Luftfilter Generator/Starter 1 Zylinder Gasmotor Ölfilter Öltank Das Gerät wurde in Japan und den USA bereits ca Mal installiert. Abgaswärmetauscher

35 1 kw-mikro-kwk-system Honda Mikro-BHKW Vaillant Systemintegration für europäische Einfamilienhäuser

36 Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung Das System 1 kw elektrische Leistung 7,2 33,7 kw Heizleistung (gesamt bei 60/40 C) 300 l Heizungspufferspeicher 1 oder 2 Heizkreisbaugruppen Systemregler Abgasführung in einem gemeinsamen Schacht Platzbedarf: ca. 1,5 x 3 m Das System ist fest vorkonfiguriert. Anpassungen an das Objekt können über die Leistungsgröße des Nachheizgerätes realisiert werden

37 Die Stirling-Technologie Es handelt sich hierbei um ein Wandgerät, das neben einem konventionellen Gasbrennwertteil zusätzlich einen Freikolben- Stirlingmotor enthält. Der Stirlingmotor erzeugt Strom und gleichzeitig ca. 7 kw Wärme. Das Stirling mikro-bhkw soll wahlweise als Kombigerät mit integrierter Warmwasserbereitung im Durchlaufprinzip oder in Kombination mit einem Trinkwasserspeicher oder Pufferspeicher angeboten werden. Wärmetauscher und Zusatzheizgerät Stirlingmotor Foto: Prototyp im Feldtest Kompaktes und nahezu wartungsfreies mikrobhkw für die Wand!

38 Erster Feldtest seit Oktober Geräte im Feldtest mehr als Stunden im Feldtest ca Stunden in Dauertests Bisher sehr gute Ergebnisse der intensiven Tests

39 Positionierung KWK-Systeme mikro-kwk System mit Stirlingmotor (Leistung 1kW el / 4-6 kw th ) (Wirkungsgrad 15% el / 80% th) mikro-kwk System mit Verbrennungsmotor (Leistung 1kW el / 2,7 kw th ) (Wirkungsgrad 22,5% el / 63% th ) mini-kwk System mit Verbrennungsmotor 1,3 3 kw el / 4-8 kw th 1,3 4,7 kw el / 4 12,5 kw th Kleine EFH; Wohnungen platzsparende Lösung, Wandgerät Mittlere bis große EFH; Zweifamilienhäuser, Bodenstehend Mehrfamilienhäuser; Hotels, Gewerbe;.

40 Nutzungspflicht Eigentümer von Gebäuden > 50qm, die neu errichtet werden, müssen ihren Wärmeenergiebedarf (Berechnung nach EnEV) anteilig mit Erneuerbaren Energien (EE) decken (ab dem Bauantrag gestellt bzw. Bauanzeige erstattet) Ersatzmaßnahmen Erneuerbare Energie Solare Strahlungsenergie Gasför. Biomasse (Biogas, Bioerdgas) Feste Biomasse Flüss. Biomasse (Bioöl) Geothermie Umweltwärme Pflichtanteil 15% oder: 30% 50% 50% 50% 50% Technische Mindestanforderung Solar-Keymark Zertifizierung 1-2 Fam.-Haus: 0,04 qm Aperturfläche je 1 qm Nutzfläche (EnEV) MFH > 2 WE: 0,03 qm Aperturfläche je 1 qm Nutzfläche (EnEV) Kraft-Wärme-Kopplung (nur wenn Bioerdgas-Aufbereitung mit bester Technik, niedrigem Stromverbrauch und unter Einsatz von EE oder Abwärme durchgeführt wurde) Mindest-Kesselwirkungsgrad < 50kW: 86% Mindest-Kesselwirkungsgrad > 50kW: 88% Brennwerttechnik E-WP: JAZ 4,0 (bzw. JAZ 3,8 wenn WW-Bereitung durch WP oder durch andere EE erfolgt) Gas-WP: JAZ 1,2 Wärmemengen- & Strom- bzw. Brennstoffzähler (VL > 35 C) E-WP (Luft/Luft- & Luft/Wasser-WP): JAZ 3,5 (bzw. JAZ 3,3 wenn WW-Bereit. durch WP oder durch andere EE erfolgt) Gas-WP: JAZ 1,2 Wärmemengen- & Strom- bzw. Brennstoffzähler Die Bundesländer können diese Nutzungspflichten auch für den Gebäudebestand festlegen EnEV-Unterschreitung mind. 15% unter jeweils geltender EnEV* Anlagen zur Nutzung von Abwärme, die 50% des Wärmeenergiebedarfs decken Kraft-Wärme-Kopplungs- Anlagen (mit normalem Erdgas), die 50% d. Wärmeenergiebedarfs decken Anschluss an ein Nah- und Fern-Wärme-Netz, wenn die gelieferte Energie durch anteilige EE erzeugt wurde * 15% Unterschreitung des Höchstwerts des Jahres-Primärenergiebedarf UND 15% Unterschreitung der zu erfüllenden Anforderungen an die Wärmedämmung der Gebäudehülle

41 Welche Anträge müssen zum Betrieb des ecopower Mini-BHKW gestellt werden? Weitere Anträge siehe nachfolgende Folie Förderprogramme 15

42 Welche Anträge müssen zum Betrieb des ecopower Mini-BHKW gestellt werden? Förderprogramme 15

43 Fünf gute Gründe für Mikro und Mini-BHKW Spart nicht nur Geld, verdient sogar Geld Produziert nicht nur Wärme, sondern auch Strom Zukunftsfähige Technik Schont die Umwelt EE Wärmegesetz Investitionsmodell

44 Dipl.-Ing. Frank Gäbler Tel.: FAX: Mobil: Com-FAX: PowerPlus Technologies GmbH Fasaneninsel Gera Tel

45 Vielen Dank. Es gibt nichts Wichtigeres als den Erhalt unserer Umwelt!