BHKW-Antriebe im Überblick

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

Engines / types of drive

Fuels

In comparison

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.

Topics

Fuelling the drive-types
The difference to vehicle engines
Drive-types at a glance
Comparing drive-types

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.

Drive options depending on electrical power

For private use & small businesses: CHP engines / drives in CHP units < 50 kW electrical

Petrol engines, diesel engines, Stirling engines, micro gas turbines, steam engine, fuel cells

For businesses & industry: CHP engines/ drives > 50 kW electrical

Petrol engines, diesel engines, micro gas turbines, gas turbines, fuel cells

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

Petrol engines, diesel engines, Stirling engines, micro gas turbines, steam engine, fuel cells

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

Petrol engines, diesel engines, micro gas turbines, gas turbines, fuel cells

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.

In other words and in contrast to a vehicle engine, a CHP unit runs steadily at high power for a long period of time without interruption or shutting down. This increases the engine’s service life in the CHP unit. In addition, the waste heat produced during operation can be used as heating energy.

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.

Compare options for combined heat and power unit drives

	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
Benefits	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
Disadvantages	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