Übliche
BHKW-Module haben elektrische Leistungen zwischen 5 Kilowatt (KW) und
5 Megawatt (MW). Als Antrieb für den Stromerzeuger können
Verbrennungsmotoren, d. h. Diesel- oder Gasmotoren, aber auch Gasturbinen
verwendet werden. Unter 15 kW werden sie auch Mikro-KWK genannt und
dienen zur Versorgung von einzelnen Gebäuden. Die Kraft-Wärme-Kopplung
wird ebenfalls in Heizkraftwerken genutzt, dort typischerweise mit elektrischen
Leistungen von einigen hundert MW.
Der höhere Gesamtnutzungsgrad gegenüber der herkömmlichen
Kombination von lokaler Heizung und zentralem Großkraftwerk resultiert
aus der Nutzung der Abwärme der Stromerzeugung direkt am Ort der
Entstehung. Der Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei, abhängig
von der Anlagengröße, zwischen etwa 25 und 50%. Durch die
ortsnahe Nutzung der Abwärme wird die eingesetzte Primärenergie
aber zu 80 bis über 90% genutzt. Blockheizkraftwerke können
so bis zu 40% Primärenergie einsparen.
Im Idealfall
entspricht die Strom- und Wärmeproduktion eines BHKWs genau der
Basislast. In der Praxis wird eine Unterdeckung durch Netzbezug abgedeckt,
eine Überproduktion kann ins Stromnetz eingespeist oder mittels
Stromspeichern gepuffert werden. Die Wärme dient zu Heizzwecken
und für die Warmwasserbereitung.
Wenn die
Leistungsabgabe des BHKW sich nach dem lokalen Wärmebedarf richtet,
handelt es sich um ein wärmegeführtes BHKW. Durch Regelung
der Heizleistung werden in modular aufgebauten Anlagen einzelne Aggregate
je nach Bedarf ab- oder zugeschaltet. Bei Konfiguration mit nur einem
Aggregat wird dessen Leistungsabgabe entsprechend gedrosselt. Der erzeugte
Strom solcher Anlagen wird, so weit es geht, selbst verbraucht; der
Überschuss wird in das öffentliche Netz gespeist und entsprechend
verrechnet.
Üblicherweise
wird die Leistung einer (üblicherweise wärmegeführten)
BHKW-Anlage so ausgelegt, dass bei Volllastbetrieb nur ein Teil des
maximalen Heizenergiebedarfes der angeschlossenen Abnehmer gedeckt wird.
So wird sichergestellt, dass die teuren stromerzeugenden Einrichtungen
besser genutzt werden und höhere Betriebsstundenzahlen (pro Jahr
werden 3000 bis 4000 Stunden angestrebt) erreichen. Der wirtschaftliche
und ökologische Grundgedanke des wärmegeführten Betriebes
liegt darin, erzeugte Wärme vollständig und auch den Strom
möglichst vor Ort zu nutzen. Nicht gebrauchter Strom wird gegen
Vergütung ins öffentliche Stromnetz eingespeist.
Ein BHKW
erreicht einen insgesamt deutlich höheren Nutzungsgrad (Nutzenergie
Strom plus Wärme dividiert durch Energieeinsatz) gegenüber
dem herkömmlichen Mischbetrieb aus lokaler Heizung und zentraler
Stromversorgung. So erreicht ein modernes Großkraftwerk auf Steinkohlebasis
bis zu 45 Prozent Wirkungsgrad, somit treten 55 Prozent der Energie
als Abwärme auf, deren Einsatz als Fernwärme aber deutliche
Transportverluste (10-15 %) sowie ein aufwendiges Rohrleitungsnetz bedingen
würde.
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