Funktionsweise des BHKW: Gekoppelte Energieproduktion

Durch die spezielle Funktionsweise des BHKW sind Blockheizkraftwerke zu äußerst beliebten Energieerzeugungsanlagen geworden. Denn die Funktionsweise des BHKW besteht darin, in nur einem Block neben Energie auch Wärme zu produzieren. Dieses Vorgehen macht Blockheizkraftkrafte zu einem besonders ökonomischen und umweltschonenden Energieerzeuger.

Herkömmliche Kraftwerke erzeugen elektrische Energie mittels eines Generators. Angetrieben wird dieser Generator von einem Motor. Bei der Energieerzeugung entsteht Abwärme, welche über Kühltürme abgeleitet wird. Ein Heizkraftwerk unterscheidet sich von einem herkömmlichen Kraftwerk dadurch, dass auch diejenige Wärme genutzt wird, die im Kühlwasser des Verbrennungsmotors oder in den Abgasen enthalten ist. Diese Wärme, die an die Haushalte weitergeleitet wird, bezeichnet man als Fernwärme. Sowohl bei der Verteilung als auch bei der Nutzung der Fernwärme sind jedoch Verluste zu verzeichnen.

Dennoch ist das zugrunde liegende Prinzip - elektrische Energie und thermische Energie werden gekoppelt - äußerst sinnvoll. An diesem Prinzip setzt auch die Funktionsweise des BHKW an: Wie bei einem Heizkraftwerk wird neben elektrischer Energie auch Wärme produziert. Bei einem BHKW sind die verschiedenen Komponenten allerdings in einem einzigen Block (Modul) zusammengefasst. Außerdem ist die Funktionsweise eines BHKW darauf ausgelegt, Leitungsverluste möglichst zu vermeiden. Dies soll dadurch realisiert werden, dass BHKW dort produzieren, wo sowohl Wärme als auch Strom benötigt wird.

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist es, die man durch die Funktionsweise eines BHKW nutzt, um geradezu erstaunliche Wirkungsgrade zu erreichen. Denn während ein herkömmliches Kraftwerk einen Wirkungsgrad zwischen 30 und 40 Prozent aufweist, liegt der Wirkungsgrad eines BHKW zwischen 80 und 95 Prozent. Wie hoch genau der Wirkungsgrad ist, hängt von der eingesetzten Technik ab. Den Gesamtwirkungsgrad eines BHKW erhält man dadurch, dass man den thermischen und den elektrischen Wirkungsgrad addiert.

Dabei wird berücksichtigt, welcher prozentuale Anteil der Primärenergie in Wärme und welcher Anteil in Strom umgewandelt wird. Die Höhe der jeweiligen Anteile hängt unter anderem vom verwendeten Motor und von der gewählten Energie ab. Generell hat der elektrische Wirkungsgrad einen Anteil von 30 bis 40 Prozent. Der thermische Wirkungsgrad liegt in der Regel zwischen 50 und 60 Prozent.

Die Funktionsweise des BHKW beruht darauf, dass ein Generator von einem Motor angetrieben wird, wobei Generator und Motor in einem einzigen Block zusammengefasst sind. Der Generator hat die Aufgabe, Strom zu produzieren. Da während der Stromproduktion auch Wärme anfällt, koppelt man an das BHKW mehrere Wärmetauscher an. Diese nehmen diejenige Wärme auf, die im Abgas und im Kühlwasser enthalten ist. Dann wird die Wärme an das Trink- und Heizwasser abgegeben. Obwohl Blockheizkraftwerke auf stets die gleiche Art funktionieren, können sie sich hinsichtlich verschiedener Aspekte voneinander unterscheiden. Mögliche Kriterien zur Unterscheidung können der Antrieb des Generators (Diesel-, Otto-, Gas- oder Stirlingmotor), die Art des Brennstoffs (flüssig, fest oder gasförmig) oder die Größe des BHKWs (Groß-BHKW, Mini-BHKW, Mikro-BHKW und Nano-BHKW) sein.