Durch den intelligenten Einsatz von Wärmepumpen lässt sich das Meiste aus KWK herausholen.

EC Power auf der ISH Mehr Effizienz ins BHKW pumpen

22.02.2017

BHKW trifft Wärmepumpe – das ist die neue Leitidee von EC Power, die mehr Effizienz in Blockheizkraftwerke bringen soll.

Der KWK-Spezialist EC Power wird zur ISH außer seinen BHKW-Modulen des Typs XRGI eine eigene Luft/Wasser-Wärmepumpe mitbringen.

BHKW plus Wärmepumpe für eine sichere Versorgung

Mit dem Ausbau der alternativen Energieerzeugung und ihrem wetterabhängigem Leistungsangebot kommt Kombinationen wie BHKW plus Wärmepumpe sowie ergänzend ein Elektro-Heizmodul im Wärmekreis regelungstechnisch erhebliche Bedeutung zu.

In Dänemark hat diese Gerätearchitektur bereits ihre Funktionalität in Richtung Spannungshaltung unter Beweis gestellt. Für den Betreiber verbessert sich die Gesamteffizienz seine KWK-Anlage sowohl durch eine Erhöhung des Gesamtwirkungsgrads als auch durch die Anhebung der Jahresbetriebsstunden. Die System-Flexibiltät führt zu einer höheren Abdeckung des Objektbedarfs an Strom und Wärme.

Rechenbeispiel zur KWK-Effizienz

Ein Beispiel: Die installierte Einheit besteht aus einem BHKW-Typ XRGI 6 mit 6/13 kW elektrisch/thermisch (mit Brennwertnutzung) und einer Leistungsmodulation von 2,5 – 6 kW. Hinzu kommen eine Wärmepumpe mit 2/7 kW Kompressorleistung/Wärmeabgabe sowie ein Elektro-Heizmodul. Die Wärmepumpe erhöht die Rücklauftemperatur im separaten Heizungsrücklaufsammler.

Als Ausgangssituation betrage die Stromlast des Objekts 3 kW. Die liefert der Powerblock, plus 8 kW thermisch. Da zurzeit kein nennenswerter Wärmebedarf besteht, fließt die Thermie in den Pufferpeicher. Aus dem bedient sich die Heizung. Die Wärmepumpe arbeitet nicht. Sie hatte zuvor den Speicher bis zur Minimumreserve aufgeladen. Minimumreserve heißt: Im Boiler bleibt regelmäßig genügend freie Kapazität, um über einen bestimmten Zeitraum BHKW-Thermie einlagern zu können, sollte der Regler erkannt haben, dass es im Moment sehr wirtschaftlich ist, den Strom selbst zu produzieren. Dann muss die Wärme irgendwo hin können. Der äquivalente Gasverbrauch entspricht in der Ausgangssituation dem für 12 kW. Der Gesamtwirkungsgrad des Systems beläuft sich damit auf 91,6 Prozent.

Puffer für schwankenden Wärmebedarf

Gegen Nachmittag ändert sich der Strombedarf des Objekts nicht, es steigt aber der Wärmebedarf auf über 8 kW, auf 12 kW. Den deckt die Heizung zunächst bis zur Reserve aus dem Speicher, anschließend springt zusätzlich zum BHKW die Wärmepumpe an. Das XRGI 6 regelt auf 5 kW elektrisch hoch, um auch die 2 kW für die Wärmepumpe zu generieren. Seine Wärmeleistung klettert auf 11 kW und die thermische Gesamtleistung der Kombination ( + 7 kW Wärmepumpe) auf 18 kW.

Das Regelungsmanagement schiebt den aktuellen Wärmebedarf von 12 kW direkt in die Heizung und mit den restlichen 6 kW belädt es den Speicher. Der äquivalente Gasverbrauch entspricht dem für 17 kW.

Obwohl gegenüber der Ausgangsposition die Wärmeleistung des Systems um 10 kW gestiegen ist, erhöht sich dank gewonnener Umweltenergie durch die Wärmepumpe der Gasverbrauch nur um 5 kW, von 12 auf die genannten 17 kW. Damit klettert wärmeseitig der Wirkungsgrad auf 106 Prozent. Abzüglich der 2 kW für die Wärmepumpe speist das BHKW darüber hinaus weiterhin die von anderen Verbrauchern angeforderten 3 kW ins Objektnetz, sodass der Gesamtwirkungsgrad des Systems 123,5 Prozent beträgt.

Intelligent das Meiste aus KWK herausholen

BHKW und Wärmepumpe kommunizieren über eine Spezial-Applikation miteinander. Hierarchie und Strategie orientieren sich an einer maximalen Eigennutzung des KWK-Stroms. Das gilt ebenfalls in Verbindung mit einer eventuellen PV-Anlage. Falls die BHKW-Leistung nicht ausreicht, die Gesamtstromlast abzudecken, entnimmt die Anlage wie üblich die Restmenge aus dem öffentlichen Netz.

Auf das greift sie vorrangig auch dann zu, wenn zukünftig negative Regelenergie (Stromüberschuss) zur Verfügung steht. Das Digitalisierungsgesetz vom 1. Januar 2017 schreibt den Aufbau solcher SmartGrid-Netze vor. Je nach externem Angebot und Bedarf beziehungsweise Tages- und Stundentarif, nach internem Wärme- und Strombedarf sowie nach Pufferkapazität bilanziert auch in solch einer Infrastruktur der Regelungsmanager ECP QNetwork selbsttätig und steuert je nach Ergebnis entweder das BHKW oder die Wärmepumpe oder/und das Elektro-Heizmodul Energiekosten minimierend an.

Bildergalerie

  • Mit Einsatz einer Kombination aus BHKW und Wärmepumpe erhöht sich die Stromproduktion rechnerisch um 20 Prozent.

    Mit Einsatz einer Kombination aus BHKW und Wärmepumpe erhöht sich die Stromproduktion rechnerisch um 20 Prozent.

    Bild: EC Power

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