Blockheizkraftwerk (BHKW)

Meist wird Primärenergie nur einmal genutzt, zum Beispiel um Wärme zu erzeugen oder Strom. Mit der Kraft-Wärme-Kopplung erfolgt eine doppelte Nutzung der eingesetzten Energie: Denn Blockheizkraftwerke liefern gleichzeitig Strom und Wärme.

Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen erfüllen die Anforderungen der Energiewende auf geradezu ideale Weise. Sie sind effizient und damit kostengünstig und lassen sich dezentral und in praktisch allen Größenordnungen einsetzen. Im Vergleich zu anderen Technologien bieten sie zudem einen erheblich höheren Nutzungsgrad.

Bewährte Technik für eine innovative Energieversorgung

Gasbetriebene Blockheizkraftwerke (BHKW) erzeugen nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung gleichzeitig elektrische Energie und Wärme. Ein spezieller Gas-Verbrennungsmotor, der auf hohe Laufleistung ausgelegt ist, treibt dabei den Generator zur Stromerzeugung an.

Strom: Für den Eigenbedarf – oder zur Netzeinspeisung

In für die jeweilige Anforderung maßgeschneiderten Einheiten wird Strom für den Eigenbedarf erzeugt. Nicht benötigter Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist und vom Stromversorgungsunternehmen vergütet.

Wärme: Effizient und nahezu verlustfrei nutzen

Anders als bei zentralen Kraftwerken geht die anfallende Wärme bei einem Blockheizkraftwerk aber nicht verloren. Die Wärme wird in das Heizungsnetz eingespeist. Zusammen mit einem weiteren Wärmeerzeuger, zum Beispiel mit einem Heizkessel, wird das Gebäude nahezu verlustfrei mit Strom, Wärme und Warmwasser versorgt. Und: Auch der Kältebedarf kann durch die Kopplung mit einer Ad- oder Absorptionskältemaschine ganz oder teilweise abgedeckt werden.

Wie wird ein BHKW in ein System eingebunden?

Auf der Wärmeseite wird das BHKW parallel zu einem Heizkessel betrieben. Beide Wärmeerzeuger sind an die Heizungsanlage, die Warmwasserbereitung oder andere Wärmeverbraucher wie beispielsweise ein Schwimmbad angeschlossen.

Je nach Verbrauchsprofil des Gebäudes kann der Einsatz eines Heizwasser-Pufferspeichers sinnvoll sein, um möglichst lange und unterbrechungsfreie Laufzeiten des BHKWs zu ermöglichen.

Auf der Stromseite wird mit erster Priorität der Eigenverbrauch im Gebäude gedeckt. Steht dort kein Abnehmer mehr zur Verfügung, wird der Strom in das öffentliche Netz eingespeist und vergütet.

Systemeinbindung Blockheizkraftwerk

Woraus besteht ein BHKW?

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) besteht im Wesentlichen aus Motor, Synchrongenerator und Wärmetauscher. Der vom Verbrennungsmotor (Kraftmaschine) angetriebene Synchrongenerator (Arbeitsmaschine) erzeugt 3-Phasen-Wechselstrom (Drehstrom) mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Spannung von 400 V, der in der Regel selbst genutzt wird.

Die elektrische Anbindung erfolgt an das Niederspannungsnetz (0,4-kV-Ebene). In der Regel werden BHKW parallel zum öffentlichen Netz betrieben. Durch den Einsatz von Synchrongeneratoren ist prinzipiell aber auch Netzersatzbetrieb möglich.

Überschüssiger Strom kann in das Netz des Energieversorgungsunternehmen (EVU) eingespeist werden. Der Motor gibt Wärme ab, die im so genannten „inneren Kühlkreislauf“ nacheinander aus dem Schmieröl, dem Motorkühlwasser und dem Abgas aufgenommen und über einen Plattenwärmetauscher an das Heizungssystem übertragen wird.

Dieses System der Energieerzeugung und -nutzung heißt Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), weil gleichzeitig die vom Motor erzeugte mechanische Energie (Kraft) und die beim Antrieb des Generators durch den Motor frei werdende thermische Energie (Wärme) genutzt wird.


Funktionsschema Blockheizkraftwerk

Ein gasbetriebener Verbrennungsmotor treibt einen Generator zur Stromerzeugung an. Die dabei entstehende Wärme wird dem Kühlwasser und dem Abgas über Wärmetauscher entzogen und genutzt.

Funktionsschema Blockheizkraftwerk (BHKW)

Wann ist ein BHKW sinnvoll?

Um einen wirtschaftlich sinnvollen Einsatz eines BHKWs zu ermöglichen, müssen lange Laufzeiten des Gerätes realisiert werden.

Je länger ein BHKW sinnvoll Wärme und Strom in ein System abgeben kann, desto eher amortisiert es sich. Bei der Auslegung steht bis auf Ausnahmen (zum Beispiel Notstromversorgung) die Wärme im Vordergrund. Das BHKW ist „wärmegeführt“.

Jahresdauerlinie für die Leistungs-Auslegung eines BHKWs

Betrachtet man die übliche Verteilung der Heizleistung über ein Jahr (Jahresdauerlinie) wird deutlich, dass ein BHKW nicht zu groß sein darf. Seine thermische Leistung wird so bemessen, dass auch in Schwachlastzeiten die Wärme noch abgenommen werden kann.

Um mindestens 4500 Stunden Laufzeit zu erreichen, kann man für die Gebäudebeheizung als Daumenwert etwa 20 Prozent der Kesselleistung als thermische Leistung des BHKWs annehmen.

Jahresdauerlinie für die Leistungs-Auslegung eines BHKWs

Sinnvoller Einsatz eines Vitobloc BHKWs lässt sich schnell überprüfen

Da sich ein BHKW im Wesentlichen über die vermiedenen Strombezugskosten rechnet (und nicht über eine Einspeisevergütung), muss auch der Verbrauch an elektrischer Energie im Objekt berücksichtigt werden. Damit ergeben sich drei einfache Fragen, mit denen sich der sinnvolle Einsatz eines Vitobloc BHKWs schnell überprüfen lässt:

●  Liegt die benötigte Kesselleistung über 60 kW oder der Gasverbrauch über 90000 kWh/a (bezogen auf den oberen Heizwert)?

●  Liegt der jährliche Stromverbrauch über 32000 kWh?

●  Wird gleichzeitig Wärme und Strom verbraucht?

Können alle Fragen mit „Ja“ beantwortet werden und ist ein Gasanschluss vorhanden, lohnt sich eine genauere Betrachtung.


Blockheizkraftwerke für Strom und Wärme – hier lohnt sich der Einsatz

●  Schulen und Bildungseinrichtungen
●  Kindergärten und Tagesstätten
●  Schwimmbäder, Sporthallen und -arenen
●  Veranstaltungshallen
●  Krankenhäuser, Kliniken und Großpraxen
●  Industrie- und Gewerbegebäude
●  Büro- und Verwaltungsgebäude
●  Kfz-Werkstätten und Serviceeinrichtungen
●  Seniorenheime und Pflegeeinrichtungen
●  Große Wohngebäude
●  Komplexe Wohnsiedlungen
●  Landwirtschaftliche Großbetriebe
●  Hotel- und Gastronomiebetriebe

Vitobloc Blockheizkraftwerke im Leistungsbereich von 6 bis 530 kWel

Blockheizkraftwerke im Leistungsbereich von 6 bis 530 kWel

Blockheizkraftwerke von Viessmann überzeugen durch ihre Effizienz. So sind die Vitobloc 200 Blockheizkraftwerke besonders wartungsfreundlich mit Intervallen von bis zu 6000 Stunden ohne Ölnachfüllung.

Einige verfügen über integrierte Brennwerttechnik und erreichen so einen Gesamtwirkungsgrad von bis zu 95 Prozent. Und sie sind bis zu 50 Prozent elektrisch modulationsfähig und können sowohl wärme- als auch stromgeführt betrieben werden.

Weitere Pluspunkte der Vitobloc 200 sind die umfangreiche technische Ausstattung mit Stromzähler und elastischen Verbindungen für Gas, Abgas, Abluft und Heizwasser und die serienmäßige Schallschutzhaube für ein deutlich reduziertes Betriebsgeräusch.