Blockheizkraftwerke sind Anlagen zur dezentralen Energiebereitstellung, die Strom und Wärme gleichzeitig produzieren. Die Abwärme, die bei der Stromerzeugung entsteht, wird zum Heizen genutzt.
Was sind Blockheizkraftwerke?
Blockheizkraftwerke sind Anlagen zur Energiebereitstellung, die gleichzeitig Strom und Wärme produzieren. Die Abwärme, die bei der Stromerzeugung entsteht, bleibt nicht ungenutzt. Sie wird für Heizzwecke verwendet. Blockheizkraftwerke tragen auf diese Weise zur Steigerung der Energieeffizienz bei. Wie arbeiten Blockheizkraftwerke?
Blockheizkraftwerke (BHKW) arbeiten nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Das heißt, dass die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme (die so genannte Abwärme) ebenfalls genutzt wird. Die Stromerzeugung erfolgt mittels Verbrennungsmotor und Generator, die Wärmeauskopplung erfolgt aus dem heißen Abgas mittels Wärmeübertrager.
Typische Leistungsbereiche sind:
- 2,5 kWth (Einfamilienhäuser)
- bis zu 50 MWth (industrielle Nutzung)
Der elektrische Wirkungsgrad, also das Verhältnis von erzeugter elektrischer Energie zu aufgewendeter Brennstoffenergie, liegt bei 25 bis 38 % – je nach Art und Größe des BHKWs. Berücksichtigt man auch die Nutzung der Wärme (der so genannten thermischen Energie) sind Gesamtwirkungsgrade bis 90 % möglich. Dies setzt aber voraus, dass die Wärme direkt vor Ort und ganzjährig genutzt werden kann. Als Faustregel kann eine Mindest-Jahresbetriebszeit von 4.500 - 5.500 h angesehen werden, ab der eine wirtschaftliche Nutzung eines BHKW gegeben ist.
BHKW können strom- oder wärmegeführt betrieben werden. Dies bedeutet, dass entweder die Stromerzeugung oder die Wärmeerzeugung hauptsächlich im Fokus steht, bzw. der Output dahingehend optimiert wird und die jeweils andere Energieart als Begleitprodukt verwertet wird. Die Anlagenauslegung erfolgt auch in Hinblick auf diese Ausrichtung und muss dementsprechend ausgeführt werden. Ein späterer Wechsel ist nur unter großen wirtschaftlichen Einbußen aufgrund schlechter Wirkungsgrade möglich und Verschleiß und Wartungsaufwand nehmen zu. Dies gilt generell für schlecht ausgelegte BHKW (Auslegung zu groß, zu klein oder mit falscher Strom- oder Wärmepräferenz), weshalb sowohl Strom- als auch Wärmebedarf am geplanten Standort im Vorfeld möglichst genau bestimmt werden sollten.
Blockheizkraftwerke sind kleine Kraftwerke, die z. B. Schwimmbäder oder Schulen mit Wärme und Strom versorgen.
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Welche Brennstoffe werden in Blockheizkraftwerken verfeuert?
Unter anderen sind diese Brennstoffe für Blockheizkraftwerke optimal:
- Erdgas
- Holzpellets
- Flüssiggas
- Heizöl
- (Bio-)Diesel, Pflanzenöl
Wo werden Blockheizkraftwerke eingesetzt?
Blockheizkraftwerke werden dort eingesetzt, wo Wärme und Strom direkt vor Ort möglichst das gesamte Jahr über genutzt werden, z. B. in:
- Schulen, Schwimmbäder, Saunen
- Gewächshäuser
- Wohngebäude, Krankenhäuser, Verwaltungsgebäude
- Abgelegene Orte ohne Anbindung an das öffentliche Stromnetz
Herzlichen Dank an Dipl.-Ing. Philipp Danz von b&d Energie- und Umwelttechnik in Weimar für die fachliche Unterstützung bei diesem Artikel auf bauprofessor.de.