In größeren Leistungsbereichen werden bereits eine Vielzahl von BHKW-Anlagen betrieben. Bei kleineren Leistung werden seit einiger Zeit ebenfalls kompakte, anschlussfertige Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (Mini-BHKW) angeboten. Diese werden direkt im Heizraum aufgestellt.


Prinzip einer Wärme-Kraft-Kopplung
Quelle: BHKW-Infozentrum Rastatt

Die Verbrennungskraftmaschine (z. B. Motor, Gasturbine) treibt einen Generator an und stellt dadurch elektrischen Strom dem Verbraucher zur Verfügung. Evtl. kann der Motor auch direkt eine Maschine oder einen Verdichter (z. B. bei der Drucklufterzeugung) antreiben. Die Abwärme, welche im Motorblock anfällt (Kühlwasser, Öl), wird über einen Wärmetauscher zur Heizwassererwärmung verwendet. Die im Abgas enthaltene Energie wird entweder zur Dampferzeugung (Prozeßwärme) genutzt und/oder durch Wärmetauscher zur Trinkwassererwärmung. Als konventionelle Technologien zur Kraft-Wärme-Kopplung stehen die Dampfturbine, der Verbrennungsmotor sowie die Gasturbine zur Verfügung. Neuere Technologien wie die Brennstoffzelle oder der Stirlingmotor erweitern die bestehenden KWK-Technologien.

 
Die Verbrennungskraftmaschinen (Motor, Gasturbine) unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich der Art der Abwärme. Während bei Verbrennungsmotoren der größte Teil der Abwärme im Kühlwasser anfällt, wird die Wärme beim Gasturbinenprozeß in einem höheren Temperaturbereich durch das Abgas abgegeben. Daraus resultieren u. a. auch die unterschiedlichen Anwendungsfelder dieser beiden Technologien. So werden Gasturbinen insbesondere im Bereich der Industrie zur Bereitstellung von Niedertemperatur-Prozeßwärme (bis 500°C) eingesetzt, während die Motorenanlagen vor allem im Bereich der Raumwärmetemperatur-Bereitstellung ihre Anwendung finden.
In den meisten Fällen setzt sich eine BHKW-Anlage aus folgenden Hauptkomponenten zusammen
  • Motor, Gasturbine oder Stirlingmotor als Generatorantrieb / Brennstoffzelle
  • Generator zur Stromerzeugung
  • Wärmetauschersysteme zur Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgas, Motorabwärme und Ölkreislauf
  • Diverse elektrische Schalt- und Steuereinrichtungen zur Stromverteilung bzw. zum Kraftmaschinenmanagement
  • Hydraulische Einrichtungen zur Wärmeverteilung
Insbesondere im Bereich der Raumwärmebereitstellung wird das BHKW-System meistens durch einen Spitzenkessel sowie einen Wärmespeicher ergänzt.
Markus Gailfuß, BHKW-Infozentrum Rastatt

Blockheizkraftwerk (BHKW) + Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

 

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