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Technik

In einem BHKW arbeitet zumeist ein erdgasbetriebener modulierender Gas-Verbrennungsmotor, der einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Die dabei vom Motor produzierte Wärme wird für Heizung und Trinkwassererwärmung genutzt. Der Motor wird auch bei Kraftfahrzeugen verwendet. Energie wird zugeführt, verbrannt und als Abgas ausgestoßen. Es handelt sich um ein bewährtes System bei dem alle Komponenten im Fahrzeugbereich erprobt sind. Das Verhältnis der elektrischen zur Wärmeleistung ist ca. eins zu zwei oder drei. Der Gesamtwirkungsgrad im BHKW liegt bei 85 bis 90 Prozent.

Prinzip Stirlingmotor

Der Stirling-Motor arbeitet mit einer externen kontinuierlichen Verbrennung. Er ist ein mit Arbeitsgas wie z.B. Helium gefüllter Zylinder. Dieser besteht aus drei Komponenten: einem Verdrängerkolben, einem Arbeitskolben und einem Generator. Zunächst wird eine Seite des Zylinders durch einen Gasbrenner erwärmt, während die andere Seite mit Wasser aus dem Heizkreis des Gebäudes gekühlt wird. Anschließend wird das Arbeitsgas über den Verdrängerkolben von der kalten auf die warme Seite transportiert. Dadurch entsteht eine Druckdifferenz, die den Arbeitskolben in Bewegung setzt. Er ist Bestandteil des Generators, der die Bewegung in elektrische Energie umwandelt. Die Abwärme von Brenner und Arbeitsgas wird zur Beheizung des Gebäudes genutzt.

Technik
Stirlingmotor, © BDEW

Prinzip Ottomotor

Das System arbeitet nach dem Prinzip der internen Verbrennung. In einem Ottomotor wird Erdgas mit angesaugter Luft vermischt und mit mithilfe eines Zündfunkes zu einer kontrollierten Explosion gebracht (1). Dabei entstehen Verbrennungsgase, die sich ausdehnen. Der dadurch verursachte Überdruck setzt eine Kolbenbewegung in Gang. Sie wird auf eine Welle übertragen, die einen Generator zur Stromerzeugung antreibt (2). Die beim Prozess entstehende Abwärme wird für die Beheizung und Trinkwassererwärmung des Gebäudes genutzt (3).

Ottomotor, © BDEW

Ebenfalls möglich ist es, ein BHKW mit einer Brennstoffzelle zu betreiben. Sie wandelt die bei einer chemischen Reaktion freigesetzte Energie in Strom um. Daneben wird in Brennstoffzellen auch Wärme erzeugt. Brennstoffzellen weisen hohe Wirkungsgrade auf, vermindern schädliche Emissionen und erzeugen weder Vibrationen noch laute Geräusche. Da sie keine beweglichen Teile enthalten, sind sie zudem relativ wartungsarm und wenig störanfällig.

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