Mini-BHKW für Ein- und Mehrfamilienhäuser

Ein normaler Heizkessel verbrennt flüssige, gasförmige oder feste Brennstoffe zu einer Flamme, womit die Heizenergie erzeugt wird. Dabei gehen aber bis zu 40 % der theoretisch verfügbaren Energie ungenutzt verloren. Denn Öl, Gas und Festbrennstoffe verbrennen nicht nur zu Wärme. Sie dehnen sich dabei auch aus. Diese mechanische Energie kann durch ein Mini-BHKW für die Erzeugung von elektrischem Strom genutzt werden.

Ein BHKW kann genau dies: Der zugeführte Brennstoff wird zunächst in Explosionsdruck, und erst im zweiten Schritt in thermische Heizenergie umgewandelt. Das Aggregat, welches dazu nötig ist, findet sich in jedem Auto: Es ist ein ganz normaler Verbrennungsmotor. Die in Autos erzeugte Abwärme muss durch ein aufwändiges Kühlsystem abgeführt werden, um den Motor vor Überhitzung zu schützen. Im BHKW wandert die Abwärme des Motors - immerhin bis zu 65 % der erzeugten Energie - in den Wärmetauscher, von wo aus das Haus mit Heizwärme versorgt wird. Die mechanische Energie wird vom Motor zunächst in eine Drehbewegung und anschließend durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt. Diese kann direkt genutzt oder in einem Akku zwischengespeichert werden.

Stromaggregate, die mit Brennstoff versorgt werden, gibt es schon lange. Die so genannte USV - die Unterbrechungsfreie Stromversorgung - gehört in vielen Industrieanlagen und Krankenhäusern zur Standardausstattung. Diese wird in den meisten Fällen durch ein Stromaggregat erreicht. Ein BHKW erweitert diesen traditionellen Ansatz noch dadurch, dass das Kühlwasser des Motors für die Erzeugung von Heizwärme genutzt wird.

Obwohl die Industrie mittlerweile eine hundertfünfzigjährige Tradition im Motorenbau besitzt, ist es doch erstaunlich, wie teuer die Mini-BHKW sind. Dies liegt aber auch daran, dass Automotoren für den Betrieb eines Mini-BHKW nur bedingt geeignet sind. Denn ein Generator benötigt kein hohes Drehmoment, sondern eine hohe Drehzahl. Gleichzeitig muss der Motor vom Mini-BHKW jahrelang halten. Zwar benötigt er auch einen Ölwechsel und alle anderen Wartungsschritte, die zum Betrieb eines Verbrennungsmotors dazu gehören.

Jedoch wird von den mechanisch belasteten Komponenten wie Kolben, Wellen und Ventilen, ein Maximum an Zuverlässigkeit und Haltbarkeit erwartet. Das kann beispielsweise ein hochdrehender Motorrad-Motor nicht leisten. Dies erklärt, warum auch Mini- und Mikro-BHKW ihren Preis haben. Einstiegspreise von 15.000 Euro sind für ein Mini-BHKW durchaus üblich.

Die Umsetzung von Flüssigbrennstoffen in Bewegungsenergie muss nicht zwingend durch einen Verbrennungsmotor geschehen. Mit einem genialen Trick lässt sich auch eine bestehende Heizanlage durch ein Mini-BHKW erweitern und damit im Wirkungsgrad deutlich steigern. Das Zauberwort heißt hier: Stirling-Motor. Diese, bereits vor genau 200 Jahren erfundene Kraftmaschine, besteht aus einem geschlossenem System, welches lediglich an einer bestimmten Stelle erwärmt werden muss. Durch ein komplexes Zusammenspiel von sich ausdehnenden Gasen und dadurch angetriebenen Kolben, entsteht ebenfalls die gewünschte Bewegungsenergie. Der Riesenvorteil von diesem Motortyp ist, dass es vollkommen unerheblich ist, wie diese Wärme erzeugt wird. Theoretisch kann er mit einem Öl- oder Gasbrenner angetrieben werden. 

Seit circa einem Jahr ist der Stirling Motor aber sehr erfolgreich bei einem anderen Heizenergie-Träger im Einsatz: Eine Pelletheizung, die gepresste Minibriketts aus Holzspänen verbrennt, kann mit einem Stirlingmotor zum vollwertigen Mikro- oder Mini-BHKW erweitert werden. Ein Unternehmen aus Österreich bietet hierzu bereits sehr interessante Komplettsysteme an.

Wer lieber auf traditionellere Energiesysteme setzen möchte, der ist mit einem Mikro- und Mini-BHKW mit Öl- oder Gasbefeuerung nach wie vor gut beraten. Wann ein Mikro-BHKW und wann ein Mini-BHKW eingesetzt werden soll, lässt sich ganz einfach beantworten:

• Ein normales BHKW ist, wie Eingangs beschrieben, für den Einsatz bei Großanwendungen gedacht. Schulen, Krankenhäuser, Industrieanlagen können sehr gut vorübergehend oder permanent mit einem BHKW betrieben werden. Als BHKW werden Aggregate bezeichnet, die über 50 kWh leisten.
• Ein Mini-BHKW erzeugt immerhin eine Leistung von 15-50 kWh. Diese Leistung ist für ein Mehrfamilienhaus mit bis zu fünf Mietparteien gut dimensioniert.
• Das Mikro-BHKW ist schließlich die ideale Lösung für Einfamilienhäuser. Sie geben eine Leistung von 2,5 bis 14,9 kWh ab. Das Mikro-BHKW trägt seinen Namen dabei zurecht, denn es ist nicht mehr viel größer, als ein kleiner Kühlschrank.

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 Wärmepuffer. 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 Wärmepuffers kann man mit ca. 1.000-3.000 Euro rechnen. Wenn man aber das Mini-BHKW schon durch einen Wärmepuffer ergänzt hat, dann kann man diesen auch durch solarthermische Kollektoren mit Wärmeenergie versorgen. Das Mini-BHKW wird dadurch entlastet und der Bedarf an künstlich erzeugter Heizenergie gesenkt. 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 zwischenzuspeichern. Hier ist die Industrie allerdings noch mitten in der Entwicklung, so dass die heute verfügbaren Systeme sehr teuer und wenig haltbar sind.

Schließlich kann auch eine Brennstoffzellenheizung im Mehrfamilienhaus oder im Einfamilienhaus eine Alternative sein. Diese kommt ganz ohne Verbrennung eines Energieträgers aus.