BHKW-Antriebe im Überblick

Wie wird Ihr Blockheizkraftwerk angetrieben? Dafür gibt es unterschiedliche BHKW-Motoren und weitere Möglichkeiten für den Antrieb: etwa Brennstoffzellen.

Was sorgt für den Antrieb von BHKW?

Um Blockheizkraftwerke zum Laufen zu bringen werden am häufigsten handelsübliche Gasverbrennungsmotoren als BHKW-Motor eingebaut. Der Antrieb durch einen Selbstzünder oder Dieselmotor spielt eher eine Nebenrolle. Bald schon könnten Brennstoffzellen auf Wasserstoff- oder Erdgasbasis eine große Rolle beim Antrieb von Blockheizkraftwerken einnehmen. Die Nutzung von Brennstoffzellen in BHKW ist noch relativ neu und wird derzeit noch weiter erprobt und verbessert.

Der optimale Brennstoff für Ihr Blockheizkraftwerk

Die Leistungsstärke eines BHKW auf Verbrennungsbasis ist abhängig von der Wahl des Brennstoffs. Je geringer der Energiegehalt des Brennstoffs, umso mehr sinkt auch die Motor-Leistung. Die Wechselwirkung zwischen Brennstoff und Technik im Betrieb spielen deshalb bei der Wahl des "richtigen" Antriebs eine nicht unerhebliche Rolle.

Je nachdem, welche Technik Sie verwenden, können Sie verschiedene Brennstoffe nutzen: etwa Heiz- oder Dieselöl, aber auch Biogas, Holz und Bio-Öl. Die Grundlage der meisten Blockheizkraftwerke ist aber das Verbrennen von Gasen. Es spielt keine Rolle, um welches brennbare Gas es sich dabei handelt. Der bestimmende Zündzeitpunkt und das Kraftstoffgemisch werden über moderne Zündsysteme gesteuert, die aus der Automobilindustrie stammen. Am häufigsten wird ein Gasgemisch aus Methan und Ethan als Brennstoff verwendet. Allerdings sollte beachtet werden, dass in Deutschland im Rahmen der EEG-Maßnahmen keine fossilen Heizöle oder Flüssiggase berücksichtig werden.

Wenn Festbrennstoffe ffür Ihr BHKW eingesetzt werden sollen, wie z.B. unvergastes Holz oder Torf, wird ein sogenannter Stirlingmotor eingesetzt. Sein elektrischer Wirkungsgrad ist aber geringer als der eines BHKW auf Verbrennungsmotorbasis.

Antriebsmöglichkeit je nach elektrischer Leistung

Für Privat & kleinere Gewerbe: BHKW Motoren/ Antriebe bei KWK-Anlagen < 50 kW elektrisch

Gasmotor (Ottomotor), Dieselmotor, Stirlingmotor, Mikrogasturbine, Dampfmotor, Brennstoffzelle

Für Gewerbe & Industrie: BHKW Motoren/ Antriebe bei KWK-Anlagen > 50 kW elektrisch

Gasmotor (Ottomotor), Dieselmotor, Mikrogasturbine, Gasturbine, Brennstoffzelle

Private & kleinere Gewerbe: BHKW Motoren/ Antriebe bei KWK-Anlagen < 50 kW elektrisch

Gasmotor (Ottomotor), Dieselmotor, Stirlingmotor, Mikrogasturbine, Dampfmotor, Brennstoffzelle

Gewerbe & Industrie: BHKW Motoren / Antriebe bei KWK-Anlagen > 50 kW elektrisch

Gasmotor (Ottomotor), Dieselmotor, Mikrogasturbine, Gasturbine, Brennstoffzelle

Welche Unterschiede zwischen BHKW- und Fahrzeugmotoren gibt es?

Genau wie Fahrzeuge, brauchen Blockheizkraftwerke einen entsprechenden Antrieb. Die in BHKW genutzten Verbrennungsmotoren sind handelsübliche Fahrzeugmotoren. Sie zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer, große Zuverlässigkeit und Leistungsstärke aus. Der Unterschied macht sich in der Fahr- bzw. Betriebsweise aus.

Anders ausgedrückt, ein BHKW läuft gleichmäßig mit hoher Leistung über einen langen Zeitraum ohne Unterbrechung. Das heißt, dass der Motor nicht ausgeschaltet wird, im Gegensatz zu einem Fahrzeugmotor. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer des Motors im BHKW. Außerdem wird die im Betrieb produzierte Abwärme über die Wärmekopplung als Heizenergie zur Verfügung gestellt.

Übersicht BHKW-Motoren & Antriebsarten

Verbrennungsmotor in Blockheizkraftwerken

Verbrennungsmotoren sind die am häufigsten genutzten Antriebe in Blockheizkraftwerken. Sie können in allen BHKW-Leistungsklassen eingesetzt werden. Außerdem eigenen sich fast alle Brennstoffe zum Antrieb eines Verbrennungsmotors und sie können auch große Gebäude für Gewerbe und Industrie beheizen.

(Mikro-) Gasturbinen

Mikrogas- und Gasturbinen werden als Antrieb in Blockheizkraftwerken überall dort eingesetzt, wo hohe Temperaturen und Dampf gebraucht werden. Sie können Abgastemperaturen von ca. 500 Grad erzeugen.

Mikrogasturbinen werden bei einer benötigten elektrischen Leistung von unter 500 kW genutzt und können im privaten, aber auch im gewerblichen Bereich eingesetzt werde: je nach Leistung.

Brennstoffzellen-BHKW

Ein Blockheizkraftwerk mit Brennstoffzelle kann Strom und Wärme durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen. Es hat keinen Motor im herkömmlichen Sinn. Aus technischer Sicht ist es auch kein BHKW. Aber dennoch werden diese Anlagen als solche bezeichnet.

Brennstoffzellen-Heizungen können durch ihre Betriebstemperatur und der genutzten Elektrolyte unterschieden werden. Sie haben eine größere elektrische Leistung. Diese Technologie bei Brennstoffzellen-BHKW ist noch sehr neu. Im privaten aber auch im gewerblichen Bereich lassen sich Brennstoffzellen-BHKWs einsetzen.

Dampf- und Stirlingmotor

Hier wird der Motor durch das Expandieren und Komprimieren eines Gases angetrieben. Dieses wird entweder erhitzt oder gekühlt. Durch den Wechsel von Kompression und Expansion wird Bewegungsenergie erzeugt. Ein Generator gewinnt dann daraus elektrische Energie. Wobei sich der Brenner außerhalb des eigentlichen Motors befindet. Jeder Brennstoff eignet sich als Kraftstoff.

Diese Technik überzeugt durch wenig Verschleiß. Beide Technologien sind momentan nur im unteren Leistungsspektrum angesiedelt. Deshalb können sie sich für kleine private Verbräuche rechnen.

Vergleich der Blockheizkraftwerk-Antriebsmöglichkeiten

Ottomotor Dieselmotor
Gasturbine Mikrogasturbine Stirlingmotor Brennstoffzelle Dampfmotor
Elektrischer Wirkungsgrad 20-44% 24-44% 20-40% 25-30% 10-25% 40-60% 10-20%
Gesamtwirkungsgrad im BHKW-Betrieb Bis 90% Bis 95% Bis 85% 85-90% Bis 85% Bis 90% Bis 90%
Elektrische Leistung 1 kW - über 1 MW 1 kW - über 1 MW 500 kW - 40 MW 20 kW - 500 kW 2 kW - 7 kW 1kW - 70 kW über 2 kW
Brennstoffmöglichkeiten Gas, Erdgas Diesel, Öl Gas, Erdgas Gas, Erdgas Gas, Holz, Solarthermie Gas, Wassserstoff Verschiedene Brennstoffe
Einsatzbereiche Gewerbe, Industrie,
Privat
Gewerbe, Industrie,
Privat
Gewerbe, Industrie Gewerbe, Industrie,
Privat
Privat Gewerbe, Industrie,
Privat
Privat
Vorteile
  • Für alle Einsatzbereiche geeignet
  • Variable Bauweise
  • Lange Laufzeit
  • Schnellere Amortisation im Vergleich zu anderen Motoren
  • Setzt höhere Energien frei
  • Variable Kraftstoffe
  • Benötigen weniger Treibstoff im Vergleich zum Ottomotor
  • Erzeugung sehr hoher Temperaturen
  • Leise
  • Geringerer Verschleiß & Wartungsärmer
  • Hohe Einsatzflexibilität
  • Geringer Schadstoffausstoß
  • Keine Schmier- & Kühlflüssigkeit bei kleineren Anlagen notwendig
  • Erzeugung sehr hoher Temperaturen
  • Leise
  • Geringes Gewicht
  • Geringerer Verschleiß
  • Wartungsärmer
  • Hohe Einsatzflexibilität
  • Geringer Schadstoffausstoß
  • Geringster Emissionsausstoß unter den Verbrennungsmotoren
  • Wartungsarm
  • Vibrationsarm und leise
  • Kleine Bauweise
  • Extrem hoher elektrischer Wirkungsgrad
  • Sehr leise
  • Wartungsarm
  • Geringere Verbrennung fossiler Brennstoffe im Vergleich zu BHKW-Motoren
  • Leistungsanpassung durch modulare Stacks
  • Sehr gut regelbar
  • Geringer Emissionsausstoß
  • Breite Brennstoffauswahl
  • Wartungsarm
Nachteile
  • Wartungsintensiver
  • Höherer Verschleiß
  • Relativ laut (alle haben einen Schallpegel um 60 dB)
  • Höherer Emissionsausstoß
  • Robustere Bauweise & schwerer
  • Wartungsintensiver
  • Beschränkte Kraftstoffauswahl
  • Geringerer elektrischer Wirkungsgrad
  • Höhere Investitionskosten
  • Kleinster Gesamtwirkungsgrad
  • Nicht für den gewerblichen Einsatz geeignet
  • Gasanschluss notwendig
  • Wasserstoff ist extrem explosiv
  • Geringe Betriebserfahrungen mit dieser Technik
  • Lebensdauer der Brennstoffzellen-Stacks noch unklar
  • Höhere Investitionen
  • Geringere elektrische Leistung

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