Auslegung eines Blockheizkraftwerk
Blockheizkraftwerke können mit zwei verschiedenen Betriebsweisen geplant werden. Ein BHKW kann wärmegeführt oder stromgeführt betrieben werden. Die richtige Wahl muss immer entsprechend des Einsatzes und Bedarfs gewählt werden und hat erhebliche Auswirkung auf die Wirtschaftlichkeit des BHKW. Wie ein BHKW Strom und Wärme erzeugt, erklärt unser Ratgeber zur Funktionsweise eines BHKW.
Das Wichtigste in Kürze
- Als Faustwert gelten etwa 4.000 bis 6.000 Volllaststunden; entscheidend ist die projektbezogene Wirtschaftlichkeitsrechnung.
- Die meisten Anlagen werden wärmegeführt ausgelegt – Basis ist die ganzjährige Grundlast des Wärmebedarfs.
- Stromgeführter Betrieb lohnt sich nur in Sonderfällen wie Notstrom- oder Inselanlagen.
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Auslegung und Wirtschaftlichkeit
Ein Blockheizkraftwerk sollte als Faustwert etwa 4.000 bis 6.000 Volllaststunden erreichen; ob es wirtschaftlich Wärme und Strom produziert, entscheidet die projektbezogene Berechnung. Deshalb kommt der Auslegung und der Betriebsweise des BHKW eine so entscheidende Rolle zu. Hat das BHKW eine zu große Leistung, kann es die notwendigen Volllaststunden nicht erreichen.
Strom und Wärme werden dann zu teuer produziert. Außerdem nehmen sowohl der Verschleiß als auch der Wartungsbedarf des BHKW zu. Bei der Auslegung des BHKW geht es also letztlich darum, eine hohe Stundenlaufleistung, eine gute Abdeckung des Wärmebedarfs und eine möglichst weitgehende eigene Nutzung des produzierten Stroms zu erzielen. Die richtige Auslegung ist nicht ganz so trivial und einfach, wie es klingt, können doch die drei oben genannten Faktoren sich eher widersprechen.
Vor der Auslegung klären
Stromgeführtes Blockheizkraftwerk
Große Heizkraftwerke waren naturgemäß immer stromgeführt, schließlich war die thermische Energie am Anfang nur ein Abfallprodukt, das genutzt wurde. Der Teil „Kraftwerk“ (Stromproduktion) des Heizkraftwerks stand im Vordergrund. Wird ein Blockheizkraftwerk stromgeführt, dann wird es so ausgelegt, dass das BHKW möglichst viel Strom produziert. Die stromgeführte Betriebsweise ist inzwischen jedoch eher die Ausnahme. Sie kann sich zum Beispiel immer noch lohnen für Energieversorger, die Spitzenbedarfe mit der Zuschaltung eines Blockheizkraftwerks abdecken wollen. Auch in einigen industriellen Anwendungen kann ein stromgeführtes BHKW wirtschaftlich sein. Dasselbe gilt für Krankenhäuser und alle anderen Fälle, in denen das Blockheizkraftwerk auch als Notstromaggregat genutzt wird. Auch alle BHKW, die im Inselbetrieb laufen, sind im Allgemeinen stromgeführt.
Der gesetzlich geregelte KWK-Zuschlag beeinflusst die Wirtschaftlichkeit eines BHKW unabhängig von der Betriebsweise. Die Höhe hängt insbesondere von elektrischer Leistung und Verwendung des KWK-Stroms ab – also davon, ob er eingespeist, geliefert oder selbst verbraucht wird; aktuelle Konditionen bündelt unser Ratgeber zu den BHKW-Fördermitteln.
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Wärmegeführtes Blockheizkraftwerk
Der weitaus größte Teil der installierten BHKW wird allerdings wärmegeführt gefahren. Damit richtet sich die Größe des BHKW nach dem individuellen Wärmebedarf.
- Variante 1: BHKW mit Spitzenlast-Heizkessel
Allerdings wird nur in Ausnahmefällen der gesamte Wärmebedarf durch das BHKW abgedeckt. Grundsätzlich wird von der sogenannten Grundlast ausgegangen, das ist die Menge an Wärmebedarf, die während des ganzen Jahres ungefähr gleichbleibt. Der Grund hierfür: Gewünscht ist die gleichmäßige Auslastung des BHKW. In den Zeiten, in denen der Wärmebedarf hoch ist (Übergangszeit und Winter), fallen die meisten Betriebsstunden an. Im Sommer läuft das BHKW dann immer nur kurz, um den Warmwasserbedarf zu decken. Bei einem wärmegeführten BHKW wird üblicherweise ein zusätzlicher Spitzenlast-Heizkessel installiert. Dieser kann dann relativ klein ausfallen.
- Variante 2: BHKW als Heizkessel-Ersatz
Wird ein Nano-BHKW als alleiniger Wärmeerzeuger geplant, muss die Anlage den kompletten Wärmebedarf und nicht nur die Grundlast abdecken. Sie wird dann so ausgelegt, dass sie die maximale Heizlast des Gebäudes abdeckt. Anfallender Strom wird, wenn nicht selbst genutzt, ins öffentliche Netz eingespeist. Für kurze Laufzyklen und Lastspitzen ist in der Regel ein ausreichend dimensionierter Pufferspeicher einzuplanen.
Jahresdauerlinie: das wichtigste Werkzeug bei der Auslegung
Fachplaner arbeiten bei der Dimensionierung mit der sogenannten Jahresdauerlinie: Dafür werden die Wärmebedarfe aller Stunden eines Jahres der Größe nach sortiert aufgetragen. Aus der Kurve lässt sich ablesen, welche Leistung wie viele Stunden im Jahr tatsächlich gebraucht wird. Das BHKW wird dann so gewählt, dass es einen möglichst großen Teil der Fläche unter der Kurve mit vielen Volllaststunden abdeckt – typischerweise die Grundlast. Die selteneren Bedarfsspitzen an kalten Tagen übernimmt der Spitzenlastkessel. Wer ohne diese Betrachtung nur nach der maximalen Heizlast dimensioniert, erhält fast immer ein zu großes und damit unwirtschaftliches BHKW.
Stromgeführt oder wärmegeführt: Was passt zu Ihrem Gebäude?
1. Wofür soll das BHKW in erster Linie laufen?
2. Wie decken Sie den restlichen Wärmebedarf?
Die Antwort bestimmt Modulgröße und Hydraulik.
Kosten für ein Blockheizkraftwerk Vor der Investition in ein Blockheizkraftwerk sollte selbstverständlich ein Preisvergleich erfolgen. Angesichts der Vielfalt an verschiedenen… weiterlesen
