Funktionsprinzip Kraft-Wärme-Kopplung

Im Vergleich zu herkömmlicher Heiztechnik wird in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) nicht nur Wärme, sondern auch Strom erzeugt.
Bei dieser seit Jahrzehnten bewährten Technik wird ein Verbrennungsmotor mit einem Generator gekoppelt (Kraft-Wärme-Kopplung). Die Abwärme aus dem Motor wird für Heizzwecke genutzt. Der erzeugte Strom dient zur Eigenbedarfsdeckung oder wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Bei konventionellen Großkraftwerken wird

durchschnittlich nur etwa ein Drittel der Brennstoffenergie in Strom umgewandelt, da die Abwärme nicht genutzt werden kann und an die Umwelt abgegeben wird. Dezentrale Kompakt -Blockheizkraftwerke von Energiewerkstatt haben einen Gesamtwirkungsgrad von über 90 % und leisten dadurch einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz. Verteilungsverluste durch ein weit verzweigtes Fernwärmesystem und die damit verbundenen Investitionskosten werden vermieden.

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Funktionsweise Kraft-Wärme-Kopplung

bhkw-deutsch

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Wirtschaftlichkeit

Mit ASV-BHKW lassen sich ihre Energiekosten in der Regel halbieren. Neben den ökologischen Vorteilen des Betreibens von hocheffizienten ASV-Blockheizkraftwerken ist die wirtschaftliche Seite eine der spannendsten im gesamten Marktumfeld dezentraler Energieerzeugung. In passender Systemumgebung, d.h. bei einem Wärmebedarf ab ca. 150 MWh und einem entsprechenden Eigenstrombedarf, sind konkurrenzlos gute Kalkulationen mit kurzen Amortisationszeiten Standard.

Vorteil gegenüber getrennter Erzeugung

Mit ASV-Blockheizkraftwerken produzierte Wärme und Strom wird dezentral erzeugt. Dies ist ökologisch sinnvoll und beschert zusätzlich dem Betreiber einen enormen finanziellen Vorteil gegenüber der getrennten Erzeugung von Wärme im Kessel und den Bezug des Stroms aus dem öffentlichen Netz. Der in das Stromnetz eingespeiste Überschuss-Strom wird vom regionalen Energieversorgungsunternehmen (EVU) bzw. Verteilungsnetzbetreiber (VNB) vergütet. Der Anteil des im Blockheizkraftwerk erzeugten Stroms zur Eigenversorgung des Objekts kann der Betreiber sich als eingesparte Strombezugskosten gutschreiben.

Förderung durch das KWK-Gesetz 2020 (in den Leistungsklassen ASV-BHKW)

Eine sichere, wirtschaftlich und ökologisch nachhaltige Versorgung mit Strom und Wärme ist entscheidend, um die Herausforderungen der Energiewende in Deutschland zu bewältigen. Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) spielt dabei eine wichtige Rolle. Die Bundesregierung hat einen kontinuierlichen Ausbau des KWK-Stromanteils auf 120 TWh bis 2025 als Zielmarke definiert. Mit dem im Juli 2020 verabschiedeten KWKG 2020 wurden neue Anreize zum Ausbau und Flexibilisierung der KWK gesetzt.

Die „Must-Run-Philosophie“ der Vergangenheit ist Geschichte. Betreiber von Mini-BHKW in den Leistungsklassen von Blockheizkraftwerken von Energiewerkstatt profitieren von schnellerer Auszahlung der Förderung sowie vom Bürokratieabbau. So müssen zukünftig z.B. keine Betriebszeiten bei negativen Strompreisen an der EEX-Börse mehr gemeldet werden.

BHKW-Betreiber (in den Leistungsklassen der ASV-BHKW) kommen gemäß dem KWKG 2020 in den Genuss folgender Förderungen.

Für jede erzeugte Kilowattstunde (kWh) Strom beträgt für Mini-BHKW 8,0 Cent KWK-Zuschlag (Verdopplung gegenüber vorher). Dieser Zuschlag wird für die Dauer von 30.000 Vollbenutzungsstunden (VBh) ausgezahlt. Die Zulage für den eingespeisten Strom beträgt 16,0 Cent pro kWh. Dieser Zuschlag wird auch für 30.000 VBh – gerechnet ab dem Zeitpunkt der Aufnahme des Dauerbetriebs/Inbetriebnahme – vom Netzbetreiber gezahlt. Folgende Übergangsregelungen gelten ab 01. Januar 2021: Die Vollbetriebsstunden für die jährlich auszahlbaren KWK-Zuschläge sinken schrittweise auf 5.000 Stunden ab 2021, über 4.000 Stunden ab 2023 und bis auf 3.500 VBh ab 2025.

Die Dauer der KWK-Zuschlagszahlungen wurde zwar halbiert, die Förderung allerdings verdoppelt, so dass dies zu einem schnelleren Förderungserhalt und einer verkürzten Amortisationszeit der getätigten Investition führt.

Brennstoff:
Jahreswärmebedarf:

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Einsatzbereiche

ASV-Blockheizkraftwerke werden überall dort eingesetzt, wo gleichzeitig Bedarf an Wärme und Strom besteht.

Eine gute Wirtschaftlichkeit ergibt sich insbesondere dann, wenn eine über das Jahr gleich bleibend hohe Wärmeabnahme, z. B. durch Warmwasser, garantiert ist.

Für den Einsatz eignen sich deshalb größere Wohnanlagen (ab 20 Wohneinheiten), Hotels, Schulen, Hallenbäder, Sportzentren, Altenheime etc.

Ein Blick auf die Referenzliste zeigt, wie facettenreich die Einsatzorte für unsere Blockheizkraftwerke sind.

Referenzen

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Einbindung

Für den Einsatz des BHKW sind einige Vorbereitungen zu treffen und bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Das BHKW wird in den Heizungswasserkreislauf eingebunden. Ein richtig dimensionierter Strom- sowie Gasanschluss sollte vorhanden sein. Bei Neubauten wäre es sehr gut, wenn Sie den nötigen Platzbedarf des Blockheizkraftwerks von Anfang an miteinplanen. Einbindung … hydraulisch – elektrisch – räumlich.

Hydraulische Einbindung

Das Blockheizkraftwerk kann in mehreren Varianten in eine bestehende oder neu einzurichtende Heizungsanlage eingebunden werden. In Kombination mit einer herkömmlichen Heizung (Öl- oder Gasbrenner) wird das BHKW installiert. Dabei wird das BHKW an den Rücklauf angekoppelt, wie es der Hydraulikplan zeigt. Somit wird keine zusätzliche Steuerung des Heizsystems benötigt, da lediglich die Rücklauftemperatur des Heizungswassers vom BHKW angehoben wird. Auf diese Weise ist das BHKW für die Grundlast zuständig und der herkömmliche Kessel wird zum Spitzenkessel.

Einfache EinbindungEinfachste Einbindungsform eines BHKW (PDF)

Variante A: Das BHKW in Reihe mit dem Kessel, der dabei immer durchströmt wird. Ohne Pufferspeicher. Hydraulikschema

Variante B: Wie Variante A. Mit Pufferspeicher. Hydraulikschema 2

Variante C: Das BHKW in Reihe mit einem Kessel. Ein Umschaltventil bestimmt den Durchfluss durch den Kessel. Hydraulikschema 3

Variante D: Das BHKW parallel mit einem Kessel. Mit Pufferspeicher. Dies ist die von uns – wenn möglich – bevorzugte Einbauvariante!
Hydraulikschema mit Erklärungen (PDF)

 

Elektrische Einbindung

Das BHKW wird über einen Lasttrenner an den Hauptsammelanschluss bzw. die Hauptsammelschiene angeschlossen.

Bei Mehrmodulanlagen empfiehlt sich oft eine Unterverteilung im BHKW-Raum, die Module können aber auch einzeln an der Hauptsammelschiene aufgelegt werden. Der Leitungsquerschnitt und die Sicherungsgröße richten sich nach Anzahl und Typ der BHKW-Module: Ein Modul ASV 21, 20, 15 und 14 erfordert einen Leiterquerschnitt von mindestens 16 mm² und eine Absicherung von 3 * 50 A Typ NH 00.

Ein Modul ASV 30 und 40 erfordert einen Leiterquerschnitt von mindestens 25 mm² und eine Absicherung von 3 * 80 A Typ NH 00.

Diese Informationen als PDF zum Download:

Elektrische Einbindung (PDF)

Räumliche Einbindung

Der Platzbedarf eines BHKW ist ein wichtiger Punkt bei der Planung.

Das BHKW-Modul ASV 21, 20, 15 und 14 sowie das BHKW ASV 30 und 40 hat eine Grundfläche von 0,8 m x 1,20 m. Um das Modul herum sollten für die Installations- und Wartungsarbeiten Freiflächen eingerichtet werden.

Sehr gerne übernehmen wir Ihre individuelle Beratung.

Bis zu 40 kW elektrisch benötigt das Blockheizkraftwerk lediglich einen Quadratmeter Aufstellfläche. Diese Grundfläche entspricht einer Europalette.

Aufstellplan für das BHKW (PDF)

Lage der Anschlüsse

Damit das BHKW sofort funktionsfähig ist, sind mehrere Anschlüsse notwendig. Die Lage der Anschlüsse sind in einem PDF-Dokument übersichtlich zusammengestellt.

Anschlussplan ASV (PDF)

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