Es wird immer wichtiger Energie zu sparen und effizient zu nutzen, um der Umweltverschmutzung entgegenzuwirken, die immer knapper werdenden fossilen Brennstoffe sparsam zu verwenden und der Klimaerwärmung entgegenzuwirken.
Blockheizkraftwerke bieten die Möglichkeit, Brennstoffe mit wenig Verlust an Energie zu verwenden. Sie funktionieren nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und sind eine vielversprechende Methode, aus einem mit Brennstoffen betriebenen Motor sowohl die Bewegungsenergie, als auch die abgegebene Wärme sinnvoll und effizient zu gebrauchen.
Während in den Anfängen des Blockheizkraftwerkes meist nur Industriebetriebe, größere Gebäudekomplexe oder Wohnsiedlungen von der Kraft-Wärme-Kopplung profitiert haben, soll das Blockheizkraftwerk jetzt auch in Einfamilienhäusern arbeiten und dort seine Vorteile ausspielen.
Mittlerweile steht schon eine große Bandbreite an Motoren und Energieträgern zur Verfügung, die das sogenannte Mini-BHKW zu einer interessanten Energie- und Wärme¬quelle für Einfamilienhäuser machen. Seit einigen Jahren wird die Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland gesetzlich finanziell unterstützt, was das Mini-BHKW noch interessanter und rentabler für Hausbesitzer macht.
Wir wollen daher mit dieser Dokumentation die Frage beantworten, ob Blockheizkraftwerke bald als alternative Energiequelle in Einfamilienhäusern zum Einsatz kommen. Wir gehen dabei auf die Funktion des BHKWs und die Vielzahl an Energieträger ein. Außerdem beleuchten wir das Blockheizkraftwerk unter den Gesichtspunkten der Ökologie und Ökonomie in Einfamilienhäusern.
Inhaltsverzeichnis
1 Das Blockheizkraftwerk (BHKW)
2 Definition Blockheizkraftwerk
2.1 Varianten des BHKWs
3 Funktionsweise
3.1 Der Motor
3.1.1 Interne Verbrennungsmotoren
3.1.2 Externe Verbrennungsmotoren
3.1.3 Brennstoffzelle
3.2 Der Wärmetauscher
4 Energieträger
4.1 Gase
4.2 Öl
4.3 Holzpellets
4.4 Zusammenfassung
5 Ökologie- und Umweltaspekte
5.1 Umweltschutz
5.2 Energieeinsparung
5.3 Wirkungsgrad / Nutzungsgrad
5.4 Zusammenfassung
6 BHKW im Einfamilienhaus
6.1 Einbau und Einbindung
6.1.1 Einbau
6.1.2 Stromeinspeisung
6.1.3 Einbindung in den Wärmekreislauf
6.2 Dimensionierung
6.3 Betriebsarten
6.3.1 Wärmegeführter Netzparallelbetrieb
6.3.2 Stromgeführter Netzparallelbetrieb
6.3.3 Netzgeführter Betrieb
6.4 Rentabilität
6.4.1 Rentabilität beim Einsatz im Einfamilienhaus
6.4.2 Rentabilität beim Einsatz in Wohnsiedlungen
7 Kosten-Nutzen-Vergleich
7.1 Investitionen
7.2 Laufende Kosten
7.2.1 Wartungskosten
7.2.2 Brennstoffkosten
7.3 Einsparungen und Einnahmen
7.3.1 Vermiedener Stromeinkauf
7.3.2 Eingespeister Strom
7.3.3 Öffentliche Förderungen
7.3.4 Abschätzung der Energiekosten
8 Fazit
Zielsetzung & Themen
Ziel der Arbeit ist es zu untersuchen, ob Blockheizkraftwerke (BHKW) heute eine praktikable und wirtschaftliche Alternative zur Strom- und Wärmeversorgung in Einfamilienhäusern darstellen und welche Faktoren deren Einsatz beeinflussen.
- Technologische Grundlagen und Funktionsweise von BHKWs.
- Analyse geeigneter Energieträger für private Anwendungen.
- Ökologische Bewertung der Kraft-Wärme-Kopplung im Vergleich zu konventionellen Systemen.
- Betriebsarten und ihre Auswirkungen auf die Effizienz.
- Kosten-Nutzen-Analyse sowie staatliche Förderprogramme für Hausbesitzer.
Auszug aus dem Buch
3.1.2 Externe Verbrennungsmotoren
Bei Motoren mit externer Verbrennung wird der Energieträger außerhalb des Motors verbrannt, der Motor selbst funktioniert mit dem bei der Verbrennung erhitztem Gas, das nach der Verbrennung in den Motor geleitet wird.
Der Stirlingmotor ist zum Beispiel einer der am häufigsten verbauten Motoren mit externer Verbrennung. Er erzeugt die Bewegung zum Antrieb des Generators nicht durch die bei der Verbrennung des Kraftstoffes freigesetzte Energie, wie es die Motoren mit interner Verbrennung tun, sondern durch Volumenänderung, die durch das Erhitzten von Gas zustande kommt.9
Als Arbeitsgas kommen bei ihm unter anderem Luft, Helium oder Wasserstoff infrage. Ihren großen Vorteil haben diese Motoren bei der Wahl des Energieträgers. Da die Verbrennung außerhalb des Motors mit einem Brenner erfolgt, kann jegliche Art von Brennstoffen verwendet werden. Das macht den Einsatz von erneuerbaren Energien einfacher, wodurch diese Art von Motoren meist deutlich umweltfreundlicher arbeitet.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Das Blockheizkraftwerk (BHKW): Einführung in die Relevanz der Kraft-Wärme-Kopplung als effiziente Methode zur Energieeinsparung und zur Verminderung der Umweltbelastung durch fossile Brennstoffe.
2 Definition Blockheizkraftwerk: Erläuterung der Grundfunktion eines BHKW, das Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt, sowie Vorteile der dezentralen Energieerzeugung am Verbrauchsort.
3 Funktionsweise: Detaillierte Darstellung der technischen Komponenten, wie Motortypen (intern/extern, Brennstoffzelle) und Wärmetauscher, die für das Funktionsprinzip der Kraft-Wärme-Kopplung essenziell sind.
4 Energieträger: Untersuchung verschiedener Brennstoffe wie Gas, Öl und Holzpellets unter Berücksichtigung von Heizwerten, Nachhaltigkeit und Eignung für den privaten Gebrauch.
5 Ökologie- und Umweltaspekte: Bewertung der ökologischen Bilanz von BHKWs im Vergleich zu zentralen Kraftwerken und Heizkesseln, insbesondere hinsichtlich CO2-Einsparungen und Grenzwerten.
6 BHKW im Einfamilienhaus: Erörterung der praktischen Aspekte von Einbau, Dimensionierung und Betriebsarten in Wohngebäuden sowie der wirtschaftlichen Faktoren für Hausbesitzer.
7 Kosten-Nutzen-Vergleich: Detaillierte Analyse der Investitions- und Betriebskosten gegenüber den Einsparungen, Einnahmen durch Stromeinspeisung und staatlichen Förderungen.
8 Fazit: Zusammenfassende Bewertung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit von BHKWs zur Unterstützung einer nachhaltigeren Energieversorgung in Privathaushalten.
Schlüsselwörter
Blockheizkraftwerk, BHKW, Kraft-Wärme-Kopplung, Mini-BHKW, Energieeffizienz, Stromerzeugung, Wärmeerzeugung, Energieträger, Wirtschaftlichkeit, Rentabilität, CO2-Einsparung, Förderprogramme, KWK-Gesetz, Pufferspeicher, Eigenverbrauch.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Seminararbeit grundlegend?
Die Arbeit befasst sich mit dem Einsatz von Blockheizkraftwerken in Einfamilienhäusern und prüft deren Potenzial als alternative, effiziente Quelle für Strom und Wärme.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Schwerpunkte liegen auf der technischen Funktionsweise, der Auswahl geeigneter Brennstoffe, der ökologischen Bilanzierung, der praktischen Einbindung in die Gebäudetechnik sowie der wirtschaftlichen Kalkulation.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die Beantwortung der Frage, ob Blockheizkraftwerke bereits eine ausgereifte und rentable Alternative für Hausbesitzer darstellen, um sich weitestgehend unabhängig mit Energie zu versorgen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit nutzt eine technische und ökologische Analyse sowie eine betriebswirtschaftliche Kosten-Nutzen-Rechnung, um die Anwendbarkeit von BHKW-Technologien zu bewerten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden die Funktionsprinzipien, Motorentypen, verschiedene Energieträger sowie die spezifischen Anforderungen an Einbau, Dimensionierung und Betriebsarten für Einfamilienhäuser erläutert.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit am besten charakterisieren?
Die wichtigsten Schlagworte sind Kraft-Wärme-Kopplung, BHKW, Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz, CO2-Bilanz und staatliche KWK-Förderung.
Wie unterscheidet sich ein BHKW von einer herkömmlichen Heizung?
Im Gegensatz zu reinen Heizkesseln nutzt ein BHKW das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung, um neben der benötigten Wärme gleichzeitig elektrischen Strom zu produzieren.
Unter welchen Voraussetzungen lohnt sich ein BHKW wirtschaftlich?
Die Wirtschaftlichkeit hängt stark von einer hohen Laufzeit des BHKW, einer optimalen Dimensionierung passend zum Energiebedarf und einem möglichst hohen Eigenverbrauch des produzierten Stroms ab.
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2013, Wird es bald ein Blockheizkraftwerk für Einfamilienhäuser als alternative Strom‐ und Wärmequelle geben?, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1313311
