Mini-BHKW erzeugt Wärme und Strom

Ein Mini-BHKW ist eine stromerzeugende Heizung, die mit sehr hohem Wirkungsgrad arbeitet. Was ein Mini-Blockheizkraftwerk auszeichnet, was es kostet und wo es zum Einsatz kommt, lesen Sie in diesem Artikel.

Was ist ein Mini-Blockheizkraftwerk?

Als Mini-Blockheizkraftwerk werden stromerzeugende Heizgeräte mit einer elektrischen Leistung von 15 bis 50 Kilowatt bezeichnet. Da drunter gibt es noch das Mikro-Blockheizkraftwerk mit einem Leistungsspektrum von 2,5 bis 15 Kilowatt. Ein Heizgerät mit einer Leistung unter 2,5 Kilowatt wird als Nano-Blockheizkraftwerk klassifiziert. Alle drei Varianten funktionieren nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung, auch KWK genannt. Diese beschreibt den Prozess, bei dem sowohl thermische als auch mechanische Energie erzeugt werden. Während Letztere direkt in Strom umgewandelt wird, kann die thermische Energie zur Raumheizung oder Warmwasseraufbereitung genutzt werden.

Wie funktioniert ein Mini-Blockheizkraftwerk?

Ähnlich wie bei einem Auto arbeitet im Inneren eines Mini-Blockheizkraftwerks ein Verbrennungsmotor, der mit Gas, Heizöl oder Holz betrieben werden kann. Bei der Stromproduktion fällt auch Wärme an, weshalb mehrere Wärmetauscher an das Mini-Blockheizkraftwerk gekoppelt werden. Diese nehmen die Wärme auf und geben sie weiter an das Heiz- und Warmwasser weiter. Ein Mini-Blockheizkraftwerk versorgt damit das komplette Objekt mit Energie in Form von Strom und Wärme. Wie dieses Gerät im Detail arbeitet, beschreibt der Artikel Funktionsweise eines BHKWs ausführlich. Neben der Größe und dem Brennstoff unterscheiden sich Blockheizkraftwerke auch in ihrer Antriebsart. Denn neben dem klassischen Verbrennungsmotor gibt es auch Mini-Blockheizkraftwerke mit einem sogenannten Stirling-Motor.

Mini-Blockheizkraftwerk mit Verbrennungsmotor

Zu den Motorenarten, die häufig in einem Mini-Bockheizkraftwerk zum Einsatz kommen, gehören der Ottomotor und der Gasmotor. Ersterer ähnelt einem Verbrennungsmotor aus dem Automobilbereich und wurde für die Verwendung in einem Blockheizkraftwerk modifiziert. Ein herkömmlicher Ottomotor läuft mit flüssigem Brennstoff wie Öl, während ein Gasmotor mit Erdgas bzw. Flüssiggas betrieben wird. Beide Motoren werden meist in Blockheizkraftwerken mit mittlerer und hoher Leistung eingesetzt. Sie produzieren Strom und Wärme in einem Verhältnis von etwa eins zu drei. Das bedeutet, dass zu jedem erzeugten Kilowatt Strom drei Kilowatt thermische Energie „dazugewonnen“ wird.

Die Grafik zeigt ein Mini-BHKW in einem Einfamilien- oder Mehrfamilienhaus. 
Bereitstellung von Heizwärme und Warmwasser über eine Mini-BHKW (© heizung.de)

Mini-Blockheizkraftwerk mit Stirlingmotor

Die Besonderheit eines Stirlingmotors, dessen Technologie bereits im Jahr 1816 erfunden wurde, liegt in der Brennstoffverwertung. Denn anders als bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor können neben Öl und Gas auch Holz oder Pellets verwendet werden. Möglich ist das durch die externe Verbrennungstechnik. Dabei bewirkt die thermische Energie, dass sich innerhalb des Motors ein Arbeitsgas sich abwechselnd ausdehnt und zusammenzieht und dabei mechanische Energie erzeugt. Diese wiederum wird auf einen Generator übertragen und es entsteht Strom. Ein weiterer Unterschied zwischen einem Stirlingmotor und einem Verbrennungsmotor besteht im Strom-Wärme-Verhältnis. Ein Mini-BHKW mit Stirlingmotor erzeugt bei einem Kilowatt Strom gleichzeitig fünf Kilowatt thermische Energie. Der Wirkungsgrad eines Stirlingmotors ist im Verhältnis zu einem Verbrennungsmotor etwas geringer. Dafür arbeitet sehr leise und ist aufgrund des einfachen Aufbaus zudem wartungsarm und robust.

Einsatzbereiche eines Mini-BHKW

Mit einem Leistungsspektrum von 15 bis 50 Kilowatt gehört ein Mini-Blockheizkraftwerk zu den größeren stromerzeugenden Heizgeräten. Für ein Einfamilienhaus ist die Leistung überdimensioniert. Besser geeignet ist hingegen ein Mikro-BHKW, das über ein Leistungsspektrum von 2,5 bis 15 kWh verfügt. Ist der Energiebedarf noch geringer, ist der Einsatz eines Nano-Blockheizkraftwerks denkbar.

Hotels, Krankenhäuser und Schwimmbäder setzten auf Mini-Blockheizkraftwerke

Trotz seines Namens findet ein Mini-BHKW seinen Einsatzbereich meist in kleinen und mittleren Betrieben mit hohem Bedarf an Wärme und Strom. Auch Hotels, Krankenhäuser und Schwimmbäder setzten häufig Mini-Blockheizkraftwerke zur Energieerzeugung ein. Wohnsiedlungen und Quartiere mit einer gemeinsamen Energieversorgung können ebenfalls vom hohen Wirkungsgrad eines Mini-Blockheizkraftwerks profitieren.

Kosten für ein Mini-Blockheizkraftwerk

Die exakten Kosten für ein Mini-Blockheizkraftwerk lassen sich aus vielen Gründen nicht pauschal wiedergeben. Dazu gehören die Art, der Hersteller, die Region und nicht zuletzt der Dienstleiter. Haben sich Hausbesitzer für einen bestimmten Brennstoff entschieden, fallen automatisch Kosten für den Anschluss bzw. die Bereitstellung an. Auch die Verbrauchskosten dürfen bei der Kostenkalkulation nicht außer Acht gelassen werden. Interessenten können sich dennoch an Richtwerten von 15.000 bis 20.000 Euro für ein Gesamtpaket orientieren. Diese Kosten können aber durch recht hohe Förderung für das BHKW abgefedert werden.

Wann Mikro-, wann Mini-BHKW?

Ein Mini-Blockheizkraftwerk arbeitet nur dann wirtschaftlich, wenn es generell viel Strom produziert. Gleichzeitig muss die dabei entstandene Wärme verbraucht werden – und zwar das ganze Jahr über. Einige Experten empfehlen eine Mindestanzahl an Arbeitsstunden von mindestens 5.500. Das sind allerdings nur Schätzungen. Die optimale Auslegung der Anlage lässt sich in der Regel mithilfe eines Installateurs herausfinden. Als Orientierung können aber folgende Richtwerte dienen:

  • Ein Mini-BHKW erzeugt eine Leistung von 15-50 kWh. Diese reicht aus, um die Energieerzeugung in Hotels, Krankenhäuser und Schwimmbäder zuverlässig zu decken.
  • Das Mikro-BHKW kommt mit Leistungsbereichen von 2,5 bis 14,9 kW vor allem in kleineren Hotels, Mehrfamilienhäusern und Gewerbebetrieben zum Einsatz. 
  • Das Nano-BHKW ist schließlich die ideale Lösung für Einfamilienhäuser. Sie geben eine Leistung von weniger als 2,5 ab. 

Sinnvolle Ergänzungen für das Mini-BHKW

Wenn man schon die hohe Investition in ein Mini-BHKW angehen möchte, kann mit etwas zusätzlicher Ausstattung der Nutzen maximiert werden. Dazu gehört beispielsweise ein Pufferspeicher. Dieser nimmt Abwärme auf, die im Moment nicht benutzt wird. Er besteht aus einem großen Wassertank, an dem der Wärmetauscher der Heizung angeschlossen ist. Für den Kauf des Speichers kann man mit circa 1.000 bis 3.000 Euro rechnen. 

Das Mini-BHKW erzeugt sowohl Wärmeenergie, als auch elektrischen Strom. Natürlich ist es theoretisch eine sehr gute Idee, auch die ungenutzte elektrische Energie durch einen Akku zwischen zu speichern. Schließlich kann auch eine Brennstoffzellenheizung im Mehrfamilienhaus oder im Einfamilienhaus eine Alternative sein. Diese kommt ganz ohne die herkömmliche Verbrennung eines Energieträgers aus. 

Ausführliche Informationen zur Betreibung eines BHKW in Wohngebäuden erfahren sie in den Artikeln "BHKW im Mehrfamilienhaus" und "BHKW im Einfamilienhaus". 

Bild unseres Autoren Minh Duc Nguyen

Fazit von Minh Duc Nguyen

Mit einem Mini-BHKW erhält der Anwender ein großes Stück Unabhängigkeit. Es ist eine hohe Investition, die sich aber in der Regel nach zehn Jahren wieder ausgezahlt hat. Es lohnt sich, die weitere Entwicklung genau zu beobachten. Mit Stromspeichern, innovativen Systemen und sinnvollen Ergänzungen kann der Betrieb von einem Mini-BHKW noch wirtschaftlicher werden.

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