Mikro-BHKW

Ökologische Vorzüge einer zukunftsträchtigen Kraftwärmekopplung

Mikro-BHKW: Ökologische Vorzüge einer zukunftsträchtigen Kraftwärmekopplung. Die globale Erwärmung der Erdatmosphäre verändert unser Klima - ein Fakt, der mittlerweile unstrittig ist. Ein Hauptursache sind die Schadstoffemissionen an CO2 und NOx, die in beträchtlichem Umfang u. a. auch von Heizungen erzeugt werden.

Lucas Bekkering
Die globale Erwärmung der Erdatmosphäre verändert unser Klima – ein Fakt, der mittlerweile unstrittig ist. Ein Hauptursache sind die Schadstoffemissionen an CO2 und NOx, die in beträchtlichem Umfang u. a. auch von Heizungen erzeugt werden. Die moderne Brennwerttechnik hat diese Emissionswerte im Vergleich zu den atmosphärischen Kesseln bereits stark reduziert. Können die erreichten Werte noch weiter unterschritten werden? Neben Brennstoffzellen bieten Mikro-BHKW eine innovative Lösung.

Die Niederlande sind das Geburtsland der modernen Gas-Brennwerttechnik. Mehr als 85% aller installierten Heizungen basieren heute bei unserem nordwestlichen Nachbarn auf dieser Technologie. Neben dem ausreichenden Vorkommen der natürlichen Ressource Erdgas in Groningen und der Nordsee half der Staat großzügig bei der Umstellung. Der seit über zehn Jahren zu verzeichnende wirtschaftliche Aufschwung mit Wachstumsraten von 2,5 bis 3,5% und die Mehrung des Volkswohlstandes mit einer quasi Vollbeschäftigung wirkten aber der Verminderung der Schadstoffemissionen entgegen. Die Niederlande sind in dieser Hinsicht eines der Schlusslichter in Europa. Als Mitunterzeichner des Abkommens von Rio de Janeiro und des Kyoto-Protokolls steht das Land aber in der Pflicht, diesen Trend nachhaltig umzukehren.

Deshalb verwundert es nicht, dass auf Basis der ohnehin schon umweltfreundlichen Gas-Brennwerttechnik das in Lichtenvoorde angesiedelte Entwicklungskonsortium ENATEC micro-cogen BV die Reduzierung der Schadstoffemissionen weiter voranbringen möchte. ENATEC wird dabei durch das halbstaatliche Energieforschungsinstitut ECN (Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland) und die niederländische Förderungsgesellschaft Novem unterstützt.

Strom und Heizung in einem

Der Grundgedanke liegt in der erweiterten Funktion einer Hausheizung. Neben den normalen Verrichtungen Wärme und warmes Wasser produziert das Mikro-Kraftwärmekopplungsgerät (µWk) von ENATEC elektrischen Strom. Erreicht wird diese Erweiterung durch die Kombination eines Gas-Brennwertkessels mit einem verschleiß- und 15 Jahre wartungsfreien Stirling-Generator (Abb.1). Aus den Leistungsdaten wird auch das zukünftige Hauptanwendungsgebiet ersichtlich: Mit 25 kW thermischer und 1 kW elektrischer Leistung (230 V/50 Hz) soll das µWk im Einfamilien- oder Reihenhaus sowie in größeren Wohnungen eingesetzt werden. Abmessungen, Geräuschentwicklung, Bedienbarkeit und Montage orientieren sich an heutigen Zentralheizungen. Das Funktionsprinzip ist dementsprechend ausgerichtet.

Die Führungsgröße ist der anliegende Wärmebedarf durch Raum-/Außenthermostat oder Warmwasserspeicher- Fühler. Der Stirling-Brenner zündet, und der Generator erzeugt elektrischen Strom. Die thermische Leistung des Generators liegt zwischen 6 und 10 Kw, die dabei erzeugte elektrische Leistung liegt dazu parallel zwischen 0,6 und 1 kW. Heiße Abgase aus der Brennerkammer am Generator werden über den Edelstahl-Wärmetauscher des Brennwertkessels zur Deckung des Wärmebedarfs geführt. Sollten 10 kW thermisch nicht ausreichen, zündet ein paralleler Spitzenbrenner am Kessel und erhöht den Wert bis zu 24 kW. Damit wird ein Modulationsbereich von 6 bis 24 kW (25 bis 100%) erreicht, der dem heutigen Standard in der Gas-Brennwerttechnik entspricht.

Diese Form der dezentralen Energieerzeugung hat gegenüber der herkömmlichen Versorgungssituation für Anwender und Umwelt Vorteile. Eine ENATEC Studie beziffert den jährlichen Energieverbrauch eines Einfamilienhauses bei Elektroenergie auf 3.300 kWh, bei Gas auf 2.100 m3.

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