Hybrid-Heizungs- und -Speicherlösungen richtig planen

Kombinationsmöglichkeiten mit Blockheizkraftwerken

Blockheizkraftwerke sind eine interessante und energieeffiziente Lösung zur dezentralen Strom- und Wärmeversorgung. Sie lassen sich optimal mit weiteren Wärmeerzeugern kombinieren. Dabei gibt es verschiedene Optionen und Kombinationen, die nachfolgend vorgestellt werden. Außerdem sind besondere Einsatzsituationen wie Stromausfälle relevant, bei denen Blockheizkraftwerke als Elektrizitätswerk agieren können.

Blockheizkraftwerke sind die meistverwendeten Energieerzeuger, die nach dem Prinzip der sogenannten Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten, also der kombinierten Erzeugung von Strom und Wärme in einem Gerät. Genau dieser Prozess trägt zur Effizienz und Ausnutzung des eingesetzten Primärenergieträgers und damit zur CO2-Einsparung bei. Dezentral operierende Blockheizkraftwerke werden deshalb auch als Teil der Energiewende angesehen und entsprechend gefördert. Ihr Einsatz ist immer dann besonders attraktiv, wenn in einem Wohnhaus oder einer Mehrparteien-Wohnanlage, einem Gewerbe­objekt oder in der Industrie sowohl ein hoher Wärme- als auch ein hoher Strombedarf gegeben sind. Die Vorteile sind nicht nur eine schnelle Amortisierung, oft innerhalb weniger Jahre, sondern auch ein Zusatzeinkommen durch die Einspeisevergütung des Stroms ins öffentliche Netz, den Eigenverbrauch oder den Verkauf an Hausbewohner im Rahmen eines Mieterstrommodells.

BHKWs, wie der „neoTower“-BHKW im Bild links, kann Strom für eine Adsorptionskälteanlage (rechts) liefern und gleichzeitig Wärme in einen Pufferspeicher (Mitte) einspeisen.
Quelle: RMB/ENERGIE
BHKWs, wie der „neoTower“-BHKW im Bild links, kann Strom für eine Adsorptionskälteanlage (rechts) liefern und gleichzeitig Wärme in einen Pufferspeicher (Mitte) einspeisen.
Quelle: RMB/ENERGIE
Zusammenspiel mit anderen Energieerzeugern und -speichern

Da Blockheizkraftwerke typischerweise nur die Grundlast an Wärme abdecken sollen, ist für Spitzenlastanforderungen ein weiterer Wärmeerzeuger vonnöten. Hier kommen mehrere Varianten in Betracht, auf die wir nachfolgend eingehen wollen. Betrachten wir, welches Temperaturfenster die jeweiligen Wärmeerzeuger optimal bedienen können, kann die Sache auch schon mal umgekehrt ausgehen – dass nämlich ein Blockheizkraftwerk die Funktion eines Spitzenlastkessels erfüllt. Das kann z. B. bei den heute favorisierten Wärmepumpen der Fall sein. Aber auch Solarthermie liefert – vor allem bei hoher Wärmeanforderung und kurzer Sonnenscheindauer im Winter – nicht immer die benötigte Wärmemenge im gewünschten Temperaturniveau. In beiden Fällen kann ein BHKW als Hochtemperatur-Wärmeerzeuger zur Temperaturanhebung dienen. Beispielsweise kann eine Kombination aus BHKW und Luft-Wasser-Wärmepumpe nicht nur den Hochtemperaturbereich gut „bedienen“, sondern auch den benötigten Strom für die Wärmepumpe erzeugen.

Je nach gewählter Laufzeitstrategie (strom- oder wärmegeführt) kann es sinnvoll sein, nicht nur die Wärme in einem Pufferspeicher zu speichern, sondern auch den Strom. Der norddeutsche BHKW-Hersteller RMB/ENERGIE bietet beispielsweise mit dem „neoTower“-Stromspeicher die Möglichkeit, den erzeugten Strom für einen flexiblen zeitversetzten Abruf zu speichern. In den Stromspeicher kann, falls vorhanden, überdies die Energie einer PV-Anlage eingespeist werden.

Netzersatzbetrieb im Notfall

Bei einem Stromausfall wird das BHKW im Netzersatzbetrieb zeitlich unbegrenzt betrieben. Mittels eines Stromspeichers ist die Anlage in der Lage, selbstständig zu starten und die Energieversorgung lokal unterbrechungsfrei sicherzustellen. Angesichts eines steigenden Risikos für Ausfallzeiten des Stromnetzes ist dies bei einem inselfähig eingebundenen BHKW ein nicht zu unterschätzender Sicherheitsfaktor.

Elektrofahrzeug-Lademöglichkeit

Für Nutzer eines oder mehrerer Elektrofahrzeuge ist die Ladung mit Eigenstrom stets die kostengünstigste Lösung. Dieser kann entweder durch eine Photovoltaikanlage oder durch ein Blockheizkraftwerk erzeugt werden. Die „neoTower“-Blockheizkraftwerke von RMB/ENERGIE verfügen seit über 10 Jahren über eine Elektrofahrzeugladetaste. Die manuelle Aktivierung dieser Funktion bewirkt ein sofortiges Anspringen des BHKW unabhängig von der aktuellen Wärmeanforderung oder Speicherbeladung. Natürlich geht auch die dabei erzeugte Wärme nicht verloren, sondern wird bis zur zulässigen Temperaturgrenze in den Pufferspeicher eingespeist. Sinnvoll ist die Kombination eines BHKWs mit einer PV-Anlage u. a. deshalb, weil die Photovoltaikanlage hauptsächlich in den Sommermonaten Strom liefert. In den kühleren Monaten mit kürzerer Tageshelligkeit übernimmt der „neoTower“ die Strom- und Wärmeproduktion.

Seit über 10 Jahren bietet RMB/ENERGIE standardmäßig eine Elektrofahrzeugladefunktion zur vorrangigen Eigenstromversorgung von E-Fahrzeugen.
Quelle: RMB/ENERGIE

Seit über 10 Jahren bietet RMB/ENERGIE standardmäßig eine Elektrofahrzeugladefunktion zur vorrangigen Eigenstromversorgung von E-Fahrzeugen.
Quelle: RMB/ENERGIE
In vielen Fällen wird ein BHKW auch künftig in Kombination mit einem modernen Gas- oder Ölbrennwertkessel für die Spitzenlastabdeckung betrieben werden. Eine solche Lösung bietet sich u. a. in Fällen an, in denen die KWK-Technik mit einem vorhandenen Kessel installiert werden soll, sodass die Gesamteffizienz der Wärme- und Stromversorgung in einem Gebäude verbessert wird.

Über eine vom BHKW betriebene Ab- oder Adsorptionskältemaschine lässt sich überdies eine sommerliche Gebäudeklimatisierung umsetzen. Damit eignet sich diese Kombination für die Regulierung temperatursensibler Bereiche in Gewerbe und Industrie sowie beispielsweise zur Kühlung von Serverfarmen.

Es kommt auf das Objekt an

Auf die Frage, welche der zuvor beschriebenen Kombinationsmöglichkeiten sinnvoll sind, kann es keine pauschalen Antworten geben – zu verschieden sind die individuellen Voraussetzungen bei jedem Objekt. Deshalb kann eine sinnvolle Lösung grundsätzlich nur Teil eines sorgfältig ausgearbeiteten energetischen Gesamtkonzepts sein, das vom SHK-Unternehmen oder TGA-Planer individuell erstellt werden muss. RMB/ENERGIE als Hersteller der „neoTower“-Blockheizkraftwerke steht dabei beratend zur Seite.

Ein Stromspeicher, wie der neue aus dem „neoTower“-Programm von RMB/ENERGIE stellen eine ideale Systemergänzung zur Netzersatz- oder Inselstromversorgung dar.
Quelle: RMB/ENERGIE

Ein Stromspeicher, wie der neue aus dem „neoTower“-Programm von RMB/ENERGIE stellen eine ideale Systemergänzung zur Netzersatz- oder Inselstromversorgung dar.
Quelle: RMB/ENERGIE

Umfangreiches Leistungspaket


Bei der Entscheidung für ein BHKW spielt die optimale Dimensionierung eine große Rolle. Häufig wird ein Blockheizkraftwerk im kleinen bis mittleren Leistungsbereich die Anforderungen an den Strom- und Wärmebedarf optimal erfüllen. Hier bietet der norddeutsche Hersteller RMB/ENERGIE mit seinen „neoTower“-Blockheizkraftwerken ein ausdifferenziertes Spektrum. Im Leistungsbereich von 2,0 bis 50,0 kW elektrisch stehen 15 verschiedene Modelle zur Wahl. Durch die serienmäßige Leistungsmodulation um bis zu 50 % entsteht somit eine Produktpalette, die durch die Möglichkeit der Kaskadierung auch höhere Leistungsbereiche abdecken kann. Der Service des Herstellers beinhaltet nicht nur die Betreuung von Projekten bis zur Erstinbetriebnahme, sondern über verschiedene Wartungsvertragsmodelle auch den störungsfreien Betrieb über die gesamte Lebensdauer des BHKWs. Hervorzuheben ist dabei die kontinuierliche Fernüberwachung für Datenhosting, Analyse und Optimierung des „neoTower“, die bei jedem ausgelieferten Gerät standardmäßig gegeben ist.

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