Der Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik der der Technischen Universität München untersucht seit Längerem Blockheizkraftwerke (BHKW) mit cirka 5 kW elektrischer Leistung, sogenannte Mini-BHKW, die sich für Mehrfamilienhäuser, Hotels und kleinere Gewerbebetriebe eignen.

Mit den Mikro-BHKW mit nur 1 kW elektrischer Leistung stehen nun auch Anlagen für Ein- und Zweifamilienhäuser zur Verfügung. Sie werden ebenfalls in ausführlichen Feldtests geprüft. Für eines der Projekte liegen nun Daten vor.  

KWK: effektive Strom- und Wärmeversorgung

Dezentrale Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) bieten viele Vorteile. Nicht nur dass die gemeinsame Erzeugung von Strom und Wärme im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken wesentlich effektiver ist. Doch zentrale Fernwärmenetze, die die KWK nutzen, sind heute angesichts des geringen Wärmebedarfs moderner Gebäude meist nicht wirtschaftlich. Kleine KWK-Systeme sorgen dagegen für eine effiziente Strom- und Wärmeversorgung direkt beim Verbraucher.

Im vorliegenden Projekt wurden vier Gebäude in Pfaffenhofen, Hohenlinden, Bruckmühl und Oberau mit einem eVita Stirling BHKW der Firma De Dietrich Remeha ausgestattet. Dieses enthält bereits einen zusätzlichen Brennwertkessel für Spitzenlastzeiten, also für besonders kalte Tage, an denen die Wärmeleistung des BHKW allein nicht ausreicht.

Die Häuser-Auswahl erfolgte anhand der Größe, des Gebäudealters (älter als 15 Jahre), des Wärme- und Strombedarfs sowie der Bewohnerzahl. Alle Häuser befinden sich im Versorgungsgebiet eines Anbieters (Energie Südbayern GmbH). Untersucht wurden Zuverlässigkeit, Einfluss des hydraulischen Einbaus, energetische Effizienz und Stromnutzung. Je zwei Objekte wurden mit einem von zwei möglichen Speichertypen ausgestattet.  

Mikro-Blockheizkraftwerke lassen sich in bestehende Heizsysteme integrieren

Die Jahresanalyse der vier installierten Mikro-BHKW bestätigte, dass diese mit einer elektrischen Leistung von 1 kW sinnvoll in bestehende Heizsysteme integriert werden können. Ihre thermische Leistung von 5 kW reicht, mit Ausnahme der Tage mit einer Durchschnittstemperatur von unter 3 °C, für die Wärmeversorgung aus. Der Einsatz des Zusatzbrenners hängt neben der Außentemperatur vor allem vom Standort, von Gebäudeform und -zustand, dem Heizkreistyp und dem Vorhandensein eines Kombispeichers ab.

Die Stromerzeugungsanalyse zeigte deutliche Unterschiede: Sind die Bewohner tagsüber außer Haus, fällt die Eigenstromnutzung unter 40 Prozent. Ist dagegen der Stromverbrauch hoch, verringert sich die Stromeinspeisung auf ein Minimum und die Wirtschaftlichkeit der Mikro-BHKW ist deutlich erhöht.

Nach den Ergebnissen der Untersuchung beträgt die Primärenergieeinsparung je nach Gebäude bis zu 24 und die CO2-Einsparung bis zu 26 Prozent. Auch im schlechtesten Fall betrug die CO2-Einsparung gegenüber dem besten Referenzszenario immer noch 11 Prozent.



Kombispeicher, wie er in Pfaffenhofen und Bruckmühl installiert wurde. Dabei speist die Mikro-KWK-Anlage den Kombispeicher (Volumen: ca. 750 l), der Heizkreis inklusive Mischergruppe entnimmt die Wärme dem Speicher. Dadurch ist der Heizwärmeverbrauch vom BHKW entkoppelt. Die Warmwasserbereitung erfolgt im Durchlaufprinzip. Kaltes Frischwasser durchläuft ein innen liegendes Wellrohr und wird dabei erhitzt. Die Zirkulationsleitung ist über eine Zirkulationslanze mit dem Wellrohr verbunden. Regelparameter hierbei sind ein am oberen Ende des Kombispeichers angebrachter Temperaturfühler für die Warmwassertemperatur und die Heizkreissolltemperatur.  Quelle: TU München